JP2000292013A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍サイクル中に設けている電動膨張弁の開
度を適切に制御することにより、室内ユニットの熱交換
器の乾きを防止する。 【解決手段】 エアコンでは、コンプレッサが運転され
ると、ディスチャージ温度Ｔ-disと前回の目標ディスチ
ャージ温度ＴＧＴ-dismから操作度Ｄ-disを演算し、演
算した操作度Ｄ-disの絶対値が所定範囲となると、チャ
ージ温度Ｔ-shとコイル温度Ｔ-coilから乾き度Ｄ-shを
演算する（ステップ２００〜２０４）。この後、演算し
た操作度Ｄ-disと乾き度Ｄ-shから操作量ＵＳＨを設定
して補正量ＣＳＨを求め（ステップ２０６〜２１４）、
この補正量ＣＳＨで演算したディスチャージ温度Ｔｇｔ
-disで補正した目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disに基
づいて電動膨張弁の開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルを構
成するコンプレッサ、凝縮器、減圧装置（電動膨張
弁）、蒸発器などの機器を室内ユニットと室外ユニット
とに分けて搭載した分離型の空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内を空調する空気調和機（以下「エア
コン」と言う）では、室内ユニットと室外ユニットとの
間で形成されている冷凍サイクル中を冷媒が循環するこ
とにより、室内ユニットから吹出す空気を温調してい
る。このようなエアコンは、冷凍サイクル中に設けた電
動膨張弁の開度を制御することにより、室内ユニットに
設けられた熱交換器（冷房運転時は蒸発器として作用
し、又暖房運転時は凝縮器として作用する）の冷房量、
暖房量を制御するようになっている。

【０００３】エアコンでは、コンプレッサから吐出され
る冷媒の目標温度である目標ディスチャージ温度を設定
し、コンプレッサから吐出される冷媒の温度（ディスチ
ャージ温度）この目標ディスチャージ温度となるように
電動膨張弁を制御している。

【０００４】ところで、目標ディスチャージ温度のみに
よって電動膨張弁を制御した場合、冷房モードで運転し
ているときに蒸発器の温度低下で冷媒圧力が低下する
と、その反動で室内ユニットの熱交換器の出口付近の温
度が上昇する（熱交換器が乾き始める）ことがある。室
内ユニットの熱交換器に乾きが生じると、この部分での
空気の冷却（及び除湿）が行われなくなり送風用のクロ
スフローファンで結露して水滴が付着する露付きが生じ
る。この露付きが生じた状態で送風が行われると、水分
が室内ユニット内に飛散したり、吹出し口から室内へ吹
出されてしまうという問題が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたものであり、エアコンに設けられている電
動膨張弁を適切に制御することにより、例えば冷房モー
ドで、室内ユニットの熱交換器に乾きが生じるのを防止
する電動膨張弁の制御方法を提案することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気調和機
は、少なくともコンプレッサ、利用側熱交換器、電動膨
張弁、熱源側熱交換器を用いて構成される冷凍サイクル
中を循環する冷媒の流量を電動膨張弁の開度を変えて制
御する空気調和機において、コンプレッサから吐出され
る冷媒の温度が目標ディスチャージ温度に至るように電
動膨張弁の開度を制御すると共に、利用側熱交換器の温
度値、コンプレッサから吐出される冷媒の温度値、及び
コンプレッサに吸引される冷媒の温度値のいくつかの値
に基づいて目標ディスチャージ温度を補正することを特
徴とする。

【０００７】この発明によれば、コンプレッサから吐出
される冷媒の温度であるディスチャージ温度、コンプレ
ッサに吸引される冷媒の温度であるサクション温度及び
利用側熱交換器の温度であるコイル温度に基づいて目標
ディスチャージ温度を補正する。

【０００８】電動膨張弁は、目標ディスチャージ温度が
下げられることにより開く方向へ操作され、これによ
り、熱交換器の温度であるコイル温度が上がり、サクシ
ョン温度が下がる。

【０００９】ここから、ディスチャージ温度、サクショ
ン温度及びコイル温度に基づいて目標ディスチャージ温
度を補正し、この目標ディスチャージ温度に基づいて電
動膨張弁の開度を制御することにより、利用側熱交換器
の乾きを抑えることが可能となり、利用側熱交換器に乾
きが生じることによるクロスフローファン等への露付き
を防止することができる。

【００１０】このような本発明では、前記補正は、コイ
ル温度とサクション温度とに基づいて演算される値が所
定値を越えたときに目標ディスチャージ温度を低く補正
する。

【００１１】熱交換器は、サクション温度が高くなると
乾きが生じ易くなる。ここから、熱交換器に乾きが生じ
易くなっているかをコイル温度とチャージ温度とを比較
して判断し、乾きが生じる温度となっているときには、
目標ディスチャージ温度を下げるように補正する。これ
により、熱交換器の乾きを抑えることができる。

【００１２】また、本発明は、サクション温度がコイル
温度より高いときに、補正は電動膨張弁が開くように目
標ディスチャージ温度を補正する。

【００１３】ディスチャージ温度が目標ディスチャージ
温度を越えると、利用側熱交換器に乾きが生じ易くな
る。ここから、ディスチャージ温度が高いときには、目
標ディスチャージ温度を下げるように補正する。これに
より、電動膨張弁が開かれる方向へ操作され、ディスチ
ャージ温度が下がり、コイル温度が若干上がると共にサ
クション温度が下がり、熱交換器の乾きが抑えられる。

【００１４】さらに、本発明は、外気温度を検出する外
気温度検出手段を含み、前記補正手段は外気温度に応じ
て前記目標ディスチャージ温度を補正することを特徴と
する。

【００１５】この発明によれば、外気温度が低くなると
冷媒圧力も下がるので、外気温度が低いときには、外気
温度が高いときに比較し目標ディスチャージ温度が低く
なるように補正する。これにより、外気温度が比較的に
低い際に生じ易くなる利用側熱交換器の乾きを抑えるこ
とができる。

【００１６】また、本発明では、コイル温度とサクショ
ン温度とに基づいてコンプレッサの冷媒吐出容量を制限
する制限手段を含むことが好ましい。

【００１７】コンプレッサの回転数を上げることにより
冷房能力が高くなる。しかし、熱交換器に乾きが生じ易
い状態で冷房能力を上げると、冷媒が液化して、より熱
交換器が乾き易くなる。このため、熱交換器が乾きの生
じ易い状態では、冷房能力を下げることが好ましいが、
少なくとも冷房能力が上がってしまうのを抑えることに
より、熱交換器の乾きによる露付きを抑えることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。

【００１９】図１には、本実施の形態に適用した空気調
和機（以下「エアコン１０」という）の概略構成を示し
ている。エアコン１０は、室内ユニット１２と室外ユニ
ット１４によって構成されている。なお、室外ユニット
１４には、複数台の室内ユニット１２が接続可能となっ
ているものであっても良い。

【００２０】エアコン１０の室内ユニット１２と室外ユ
ニット１４とは、ガス冷媒を循環させる太管の冷媒配管
１６Ａと、液冷媒を循環させる細管の冷媒配管１６Ｂと
で接続されている。室内ユニット１２には、利用側熱交
換器として熱交換器１８が設けられており、冷媒配管１
６Ａ、１６Ｂのそれぞれの一端がこの熱交換器１８に接
続されている。また、冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユ
ニット１４のバルブ２０Ａに接続されている。このバル
ブ２０Ａは、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続
されている。この四方弁２４には、アキュムレータ２８
及びマフラー２２Ｂが接続されており、このアキュムレ
ータ２８及びマフラー２２Ｂのそれぞれがコンプレッサ
２６に接続している。

【００２１】さらに、室外ユニット１４には、熱源側熱
交換器として熱交換器３０が設けられている。この熱交
換器３０は、一方が四方弁２４に接続され、他方がキャ
ピラリチューブ３２、ストレーナ３４、モジュレータ３
８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。また、スト
レーナ３４とモジュレータ３８の間には、電動膨張弁３
６が設けられている。また、冷配管１６Ｂの他端は、バ
ルブ２０Ｂに接続されており、これにより、室内ユニッ
ト１２と室外ユニット１４の間に冷凍サイクルを形成す
る冷媒の密閉された循環路が構成されている。

【００２２】エアコン１０は、コンプレッサ２６が駆動
されると、冷凍サイクル中を冷媒が循環される。図１
で、矢印によって暖房運転時（暖房モード）と冷房又は
除湿運転時（冷房モード）の冷媒の流れを示すように、
エアコン１０は、四方弁２４の切り換えによって、運転
モードが冷房モード（含むドライモード）と暖房モード
が切り換えられ、電動膨張弁３６の弁開度を制御するこ
とにより、冷凍サイクル中での冷媒の蒸発温度が調整さ
れる。

【００２３】図２に示されるように、室内ユニット１２
は、吸込み口４８と吹出し口５０が形成されたケーシン
グ４２を備え、このケーシング４２の裏面に設けている
ベース板４０によって被空調室の壁面等へ所定の高さで
固定される。

【００２４】ケーシング４２内には、熱交換器１８と共
にクロスフローファン４４が配置されており、クロスフ
ローファン４４の作動によって室内の空気が吸込み口４
６からフィルタ４８を通過してケーシング４２内へ吸引
される。ケーシング４２内に吸引された空気は、熱交換
器１８を通過した後、吹出し口５０から室内へ吹き出さ
れる。この空気は、熱交換器１８を通過することによ
り、熱交換器１８内を循環される冷媒との間で熱交換が
行われ、室内を空調する温調された空気（空調風）とな
る。

【００２５】室内ユニット１２の吹出し口５０には、上
下フラップ５４と左右フラップ５２が設けられており、
この左右フラップ５２と上下フラップ５４によって、吹
出し口５０から吹き出される空調風の向きが変えられ
る。エアコン１０では、左右フラップ５２が手動で向き
が変えられるようになっており、主に上下フラップ５４
の向きを制御することにより吹出し口５０から吹出す空
調風の風向を制御している。なお、室内ユニット１２
は、上下フラップ５４と共に左右フラップ５２の向きを
制御するものであっても良い。

【００２６】図３に示されるように、室内ユニット１２
には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワー
リレー基板６０が設けられている。電源基板５６には、
モータ電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６
及び駆動回路６８が設けられており、エアコン１０を運
転するための電力（例えば単相１００Ｖの交流電力）が
供給されるようになっている。また、コントロール基板
５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイク
ロコンピュータ（マイコン７４）が設けられている。

【００２７】電源基板５６の駆動回路６８には、前記し
たクロスフローファン４４を駆動するファンモータ７６
（例えばＤＣブラシレスモータ）が接続されており、コ
ントロール基板５８に設けられているマイコン７４から
の制御信号に応じてモータ電源６２から駆動電力を供給
する。このとき、マイコン７４は、駆動回路６８からの
出力電圧を１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で２５６ステップで変
化させて制御し、室内ユニット１２の吹出し口５０から
吹き出される空調風の風量を調整する。

【００２８】コントロール基板５８の駆動回路７２に
は、パワーリレー基板６０及び上下フラップ５４を操作
する上下フラップモータ７８が接続されている。パワー
リレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ
等が設けられており、マイコン７４からの信号によって
パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電力を
供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１０
は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニット
１４への電力の供給が可能となる。なお、室内ユニット
１２とは別に室外ユニット１４へ電力を供給するときに
は、後述するシリアル通信によって室外ユニット１４の
運転が制御される。

【００２９】上下フラップモータ７８は、マイコン７４
の制御信号に応じて作動されて上下フラップ５４を操作
する。これにより、室内ユニット１２の吹出し口５０か
ら所望の領域へ向けて空調風が吹出される。

【００３０】また、マイコン７４には、室内温度を検出
する室温センサ８４及び熱交換器１８のコイル温度を検
出する熱交温度センサ８６が接続され、さらに、コント
ロール基板５８に設けられているサービスＬＥＤ及び運
転切換スイッチ８８が接続されている。運転切換スイッ
チ８８は、「通常運転」とメンテナンス時等に行う「試
験運転」との切換及び、エアコン１０の運転を停止する
「停止」に切換えられる。エアコン１０は、運転切換ス
イッチ８８を「通常運転」に設定して使用される。これ
により、接点８８Ａが閉じられて、室内ユニット１２へ
運転用の電力が供給される。また、運転切換スイッチ８
８を「停止」位置にすることにより、接点８８Ａが開放
されて、室内ユニット１２への電力の供給が停止され
る。なお、サービスＬＥＤは、メンテナンス時に点灯す
ることにより、サービスマンに自己診断結果を知らせる
ようになっている。

【００３１】室内ユニット１２には、室外ユニット１４
への配線が接続される端子台９０が設けられている。こ
の端子台９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに
は、室内ユニット１２から室外ユニット１４へ供給する
電源用の配線が接続可能となっている。また、ターミナ
ル９０Ｂ、９０Ｃには、室内ユニット１２と室外ユニッ
ト１４の間でシリアル通信を行うための配線が接続され
る。

【００３２】マイコン７４及び電源回路５６のシリアル
電源６６に接続されているシリアル回路７０は、ターミ
ナル９０Ｂ、９０Ｃを介して室外ユニット１４へ接続さ
れるようになっており、これにより、室内ユニット１２
と室外ユニット１４との間でシリアル通信が可能となっ
ている。

【００３３】一方、マイコン７４には、表示基板８２が
接続されている。この表示基板８２は、運転表示用の表
示ＬＥＤ等が設けられた表示部と、図示しないリモコン
スイッチ１２０から送出される操作信号を受信する受光
素子を備えた受光部が設けられている。これにより、エ
アコン１０では、リモコンスイッチが操作されることに
より、室内ユニット１２と室外ユニット１４との間でシ
リアル通信を行ないながら、室内がリモコンスイッチに
よって設定された空調状態となるように空調運転を行な
う。

【００３４】図４には、室外ユニット１４の概略構成を
示している。室外ユニット１４は、端子台９２が設けら
れ、この端子台９２のターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２
Ｃのうちターミナル９２Ｂ、９２Ｃにシリアル通信用の
配線が接続される。また、室外ユニット１４には、ター
ミナル９０Ａ、９０Ｂを介して運転電力が供給される。

【００３５】この室外ユニット１４には、整流基板９
４、コントロール基板９６が設けられている。コントロ
ール基板９６には、マイコン９８と共に、ノイズフィル
タ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２
及びスイッチング電源１０４等が設けられている。

【００３６】整流基板９４は、ノイズフィルタ１００Ａ
を介して供給される電力を整流し、ノイズフィルタ１０
０Ｂ、１００Ｃを介して平滑化してスイッチング電源１
０４へ出力する。スイッチング電源１０４には、マイコ
ン９８と共にインバータ回路１０６が接続されており、
マイコン９８から出力される制御信号に応じた周波数の
電力をインバータ回路１０６からコンプレッサモータ１
０８へ出力して、コンプレッサ２６を回転駆動させるよ
うになっている。

【００３７】なお、マイコン９８は、インバータ回路１
０６から出力される電力が、オフ（停止）または１４Hz
（回転数を周波数に換算して）以上の所定の範囲（上限
は運転電流が所定値を越えないように制限される）とな
るように制御しており、これによって、コンプレッサモ
ータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変え
られ、コンプレッサ２６の能力（エアコン１０の冷暖房
能力）が制御される。

【００３８】コンプレッサ２６の回転数を変える方法と
しては、コンプレッサ２６の駆動源に誘導電動機を用い
るときは、ＰＷＭ理論に基づいて周波数の制御された疑
似正弦波をインバータ回路１０６から出力する。疑似正
弦波の周波数を変えることによってコンプレッサ２６の
回転数を変えることができる。

【００３９】また、コンプレッサ２６の駆動源に直流電
動機（直流ブラシレスモータ）を用いるときは、この電
動機の回転子の回転位置に対応して予め設定された通電
パターンでインバータ回路１０６を介して所定の固定子
巻き線へ通電を行って回転を維持する。この時固定子巻
き線への通電は所定の周期でチョッピングされてインバ
ータ回路１０６を構成するスイッチング素子の負荷を軽
減している。回転数はチョッピング波形のＯＮデューテ
ィを変えて行われる。

【００４０】このコントロール基板９６には、四方弁２
４及び熱交換器３０を冷却するための図示しないファン
を駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデン
サ１１０Ａが接続されている。

【００４１】マイコン９８は、運転モードに応じて四方
弁２４を切り換えると共に、室内ユニット１２からの制
御信号及び後述する各種センサの検出結果に基づいて、
ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッサモー
タ１０８の回転数等を制御するようになっている。

【００４２】また、マイコン９８には、電動膨張弁３６
が接続されている。この電動膨張弁３６には、図示しな
いステッピングモータが設けられており、このステッピ
ングモータの駆動によって電動膨張弁３６の開度が開閉
される。マイコン９８は、このステッピングモータの回
転量を例えば０〜５１２ステップの範囲で制御すること
により電動膨張弁３６の開度を任意に制御している。

【００４３】一方、室外ユニット１４には、外気温度を
検出する外気温度センサ１１２、熱交換器３０の冷媒コ
イルの温度を検出するコイル温度センサ１１４、コンプ
レッサ２６の温度を検出するコンプレッサ温度センサ１
１６と共に、冷凍サイクル中の冷媒温度を検出する冷媒
温度センサ１５０、１５２が設けられており、これらが
マイコン９８に接続されている。マイコン９８はこれら
の温度センサの出力をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変
換した後内部に取り込み制御に用いる。

【００４４】図１に示されるように、冷媒温度センサ１
５０は、コンプレッサ２６からの冷媒の吐出側に設けら
れており、コンプレッサ２６から吐出される冷媒の温度
をディスチャージ温度として検出するようになってい
る。また、冷媒温度センサ１５２は、例えばバルブ２０
Ａと四方弁２４の間に設けられており、エアコン１０が
冷房モードで運転されるときに、コンプレッサ２６へ吸
引される冷媒の温度をサクション温度として検出するよ
うになっている。

【００４５】エアコン１０では、室内温度及び設定温度
に応じてコンプレッサ２６の回転数を設定してコンプレ
ッサ２６を駆動する。このとき、室外ユニット１４のマ
イコン９８は、目標ディスチャージ温度を設定し、冷媒
温度センサ１５０によって検出するディスチャージ温度
が目標ディスチャージ温度となるように電動膨張弁３６
を制御する。

【００４６】ところで、エアコン１０では、冷房モード
で運転中に電動膨張弁３６の開度を制御するときに、室
内ユニット１２の熱交温度センサ８６によって検出する
コイル温度、冷媒温度センサ１５０によって検出するデ
ィスチャージ温度、冷媒温度センサ１５２によって検出
するサクション温度及び外気温度センサ１１２によって
検出する外気温度に基づいて補正する。これにより、エ
アコン１０では、室内ユニット１２の熱交換器１８に乾
きが生じることにるクロスフローファン４４の露付き、
すなわち、熱交換器１８の乾きを防止するようにしてい
る。クロスフローファン４４の露付は、熱交換器１８の
乾いたところを通過した湿った空気が冷却されたクロす
るフォーファンに当たって生じる。

【００４７】エアコン１０では、この電動膨張弁３６の
開度の補正を目標ディスチャージ温度を補正することに
より行なうようになっている。

【００４８】このために、エアコン１０では、前回の目
標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-dism、ディスチャージ温
度Ｔ-dis、サクション温度Ｔ-sh及びコイル温度Ｔ-coil
から、室内ユニット１２の熱交換器１８の乾き度Ｄ-sh
と共に、電動膨張弁３６の開度を補正するときの電動膨
張弁３６の操作度Ｄ-disを求める。この乾き度Ｄ-sh及
び操作度（偏差）Ｄ-disは、一例として以下のように設
定している。

【００４９】Ｄ-dis ＝ Ｔ-dis − Ｔｇｔ-dism Ｄ-sh ＝ Ｔ-sh − （Ｔ-coil − α） マイコン９８では、この乾き度Ｄ-sh及び操作度Ｄ-dis
から電動膨張弁３６の操作量ＵＳＨを設定し、この操作
量ＵＳＨから目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disを補正
するための補正量ＣＳＨを設定する。

【００５０】補正量ＣＳＨは、操作量ＵＳＨと前回の補
正量ＣＳＨmから次式に基づいて演算される。

【００５１】ＣＳＨ ＝ ＵＳＨ ＋ ＣＳＨm なお、補正量ＣＳＨmの初期値は「０」（ＣＳＨm＝０）
としている。

【００５２】エアコン１０では、操作量ＵＳＨを操作度
Ｄ-dis、乾き度Ｄ-shに基づいており、本実施の形態で
は、一例として表１に示されるように設定し、操作度Ｄ
-disと乾き度Ｄ-shに応じた操作量ＵＳＨの設定値が、
マイコン９８に設けられている図示しないメモリに記憶
させている。

【００５３】

【表１】 なお、Ａ〜Ｇの各値は、冷凍サイクルの能力に応じて最
適な値を設定するが、１〜５の範囲がより好ましい。

【００５４】一方、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-dis
は、次式に示すように、前回の目標ディスチャージ温度
Ｔｇｔ-disを外気温度Ｔo及び補正量ＣＳＨによって補
正して設定している。 Ｔｇｔ-dis ＝ Ｔｇｔ-dis ＋ Ｃ（Ｔo ） ＋ Ｃ
ＳＨ Ｃ（Ｔｏ）は外気温に基づく関数であり空気調和機のユ
ニット毎に調整される。すなわち、エアコン１０では、
目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disを、外気温度Ｔoに
基づいてシフトさせると共に、補正量ＣＳＨを用いて増
減させている。

【００５５】ディスチャージ温度Ｔ-disが目標ディスチ
ャージ温度Ｔｇｔ-dismより低い場合、操作度Ｄ-disは
負となる。表１により、ＵＳＨが下がる方向へ補正さ
れ、電動膨張弁３６は、閉じる方向へ操作される。ま
た、ディスチャージ温度Ｔ-disが目標ディスチャージ温
度Ｔｇｔ-dismより高く、操作度Ｄ-disが正となると、
操作量ＵＳＨが上がる方向へ補正され、電動膨張弁３６
は、開く方向へ操作される。尚、実際のＵＳＨはＤ-sh
の値に応じてさらに補正される。

【００５６】サクション温度Ｔ-shとコイル温度Ｔ-coil
の差である乾き度Ｄ-shは、熱交換器１８が湿っている
ときに負となり、熱交換器１８に乾きが生じているとき
には、正となるように定数αが設定されている。

【００５７】これにより、操作量ＵＳＨは、乾き度Ｄ-s
hが正になったときに目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-di
sを下げる方向へ補正するように設定され、乾き度Ｄ-sh
が負になったときに目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-dis
を上げる方向へ補正するように設定されている。なお、
本実施の形態では、１≧Ｄ-dis≧−１、1.0 ＞Ｄ-sh≧
−1.0 を不感帯とし、暖房モードでは、補正量ＣＳＨに
よる補正を行なわないようにしている（補正量ＣＳＨ＝
０）。

【００５８】Ｃ（Ｔo ）は、外気温度Ｔoに応じて予め
定めている数値であり、本実施の形態では一例として表
２に示すように設定しており、この値が操作量ＵＳＨと
共にマイコン９８の図示しないメモリに記憶されてい
る。尚、この補正Ｃ（Ｔｏ）は省略しても良い。

【００５９】

【表２】 なお、Ｈ〜Ｎの各値は、冷凍サイクルの能力に応じて最
適な値を設定するが、１〜３０の範囲がより好ましい。

【００６０】また、外気温度Ｔoが低下する方向へ変化
しているときには、外気温度センサ１１２によって検出
した外気温度Ｔoに１℃だけプラスした温度を外気温度
ＴoとしてＣ（Ｔo ）を選択するようにしている。

【００６１】エアコン１０では、このようにして設定し
た目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disに基づいて電動膨
張弁３６（電動膨張弁３６のステッピングモータ）の制
御ステップを設定し、設定した制御ステップで電動膨張
弁３６を操作している。

【００６２】なお、エアコン１０では、所定時間ｔs1
（例えば１２０sec）毎に目標ディスチャージ温度Ｔｇ
ｔ-disを演算し、ＰＩ演算によりディスチャージ温度Ｔ
-disが目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disとなるように
所定時間ｔs2（例えば１０sec）毎に電動膨張弁３６の
ステップ制御を行なっている。

【００６３】以下に、主に室外ユニット１４のマイコン
９８で実行される電動膨張弁３６を制御するための目標
ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disの補正を図５乃至図７の
フローチャートを参照しながら説明する。

【００６４】エアコン１０では、空調運転を開始する
と、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disを演算する。こ
の目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disは、例えばコンプ
レッサ２６の回転数（過去の平均周波数ないし現在の回
転数）等に基づいて演算して設定することができる。

【００６５】エアコン１０では、この目標ディスチャー
ジ温度Ｔｇｔ-disを冷媒温度センサ１５０によって検出
するディスチャージ温度Ｔ-dis、冷媒温度センサ１５２
で検出するサクション温度Ｔ-ch 、外気温度センサ１１
２で検出する外気温度Ｔo 及び室内ユニット１２の熱交
温度センサ８６によって検出する室内ユニット１２の熱
交換器１８のコイル温度Ｔ-coilに基づいて補正するこ
とにより、電動膨張弁３６の開度を制御する目標ディス
チャージ温度Ｔｇｔ-disを得ている。

【００６６】図５には、エアコン１０の空調運転が開始
されると、所定の時間ｔs1（例えば１２０sec 間隔）で
実行される補正量ＣＳＨの設定ルーチンを示している。
このフローチャートの最初のステップ２００では、補正
量ＣＳＨをクリアした後に、ステップ２０２でコンプレ
ッサ２６が停止しているか否か（コンプレッサ２６の回
転数ｆが「０」か否か）を確認する。すなわち、補正量
ＣＳＨの設定は、コンプレッサ２６が駆動を開始するご
とに開始される。

【００６７】ここで、コンプレッサ２６が駆動されてい
ると、ステップ２０２で肯定判定されてステップ２０４
へ移行する。このステップ２０４では、操作度Ｄ-disの
演算を行なう。

【００６８】操作度Ｄ-disは、ディスチャージ温度Ｔ-d
isと前回の目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-dism の温度
差となっており、このステップ２０４では、冷媒温度セ
ンサ１５０によって検出するディスチャージ温度Ｔ-dis
を読み込むと、このディスチャージ温度Ｔ-disと前回の
目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-dismとの差を演算す
る。

【００６９】次のステップ２０６では、演算した操作度
Ｄ-disの絶対値が所定値以内であるか否かを確認する。
すなわち、ディスチャージ温度Ｔ-disと前回の目標ディ
スチャージ温度Ｔｇｔ-dismの温度差が所定範囲（本実
施の形態では一例として５℃としている）以内となった
か否かを確認する。

【００７０】これにより、ディスチャージ温度Ｔ-disと
前回設定した目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-dismの温
度差が所定値範囲となっているとき（ステップ２０６で
肯定判定）、補正値ＣＳＨの演算を行なうために、ステ
ップ２０８へ移行する。

【００７１】このステップ２０８では、冷媒温度センサ
１８２によって検出するサクション温度Ｔ-sh 、熱交温
度センサ８６によって検出されてシリアル通信によって
室内ユニット１２から送られたコイル温度Ｔ-coilを読
み込み、熱交換器１８の乾き度Ｄ-shを演算する。

【００７２】次に、演算した操作度Ｄ-disと乾き度Ｄ-s
h及び表１から操作量ＵＳＨを設定し、この操作量ＵＳ
Ｈと前回の補正量ＣＳＨmから、今回の補正量ＣＳＨを
算出する。

【００７３】このようにして補正量ＣＳＨを求めると、
次のステップ２１０では、演算した補正量ＣＳＨが所定
値より小さいか否かを確認し、また、ステップ２１２で
は、演算した補正量ＣＳＨが所定値を越えているか否か
を確認する。すなわち、ステップ２１０、、２１２で
は、演算した補正量ＣＳＨが所定の範囲（本実施の形態
では一例として、−１５＜ＣＳＨ＜０）であるか否かを
確認する。

【００７４】ここで、演算した補正量ＣＳＨが所定範囲
以内であるとき（ステップ２１０、２１２で肯定判定）
には、ステップ２１４へ移行して演算した補正量ＣＳＨ
を目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disの演算に用いる補
正量として設定する。

【００７５】これに対して、演算した補正量ＣＳＨが所
定値以下（ＣＳＨ≦−１５）であるとき（ステップ２１
０で否定判定）には、ステップ２１６へ移行し、補正量
ＣＳＨを下限値に設定する（ＣＳＨ＝−１５）。また、
演算した補正量ＣＳＨが所定値以上（０≦ＣＳＨ）であ
ったとき（ステップ２１２で否定判定）には、ステップ
２１８へ移行して補正量ＣＳＨを上限値に設定する（Ｃ
ＳＨ＝０）。すなわち、補正量ＣＳＨを所定の範囲（−
１５≦ＣＳＨ≦０）に制限している。

【００７６】このようにして目標ディスチャージ温度Ｔ
ｇｔ-disの演算に使用する補正量ＣＳＨを設定すると、
ステップ２２０では、この補正量ＣＳＨを次の補正量Ｃ
ＳＨの演算に使用する前回の補正量ＣＳＨmに設定する
（ＣＳＨ＝ＣＳＨm ）。

【００７７】一方、図６には、エアコン１０で電動膨張
弁３６のステップ制御に用いる目標ディスチャージ温度
Ｔｇｔ-disの設定の概略を示しており、最初のステップ
２３０では、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disの演算
を行なう。

【００７８】次のステップ２３２では、外気温度センサ
１１２によって検出している外気温度Ｔoを読み込み、
ステップ２３４では、前記した表２から運転モードと外
気温度Ｔoに基づいた補正量Ｃ（Ｔo ）を設定する。

【００７９】この後、ステップ２３６では、補正量ＣＳ
Ｈを用いた補正を行なうか否かを確認する。

【００８０】ここで、補正量ＣＳＨを用いた補正を行な
うときには、ステップ２３８へ移行して、図５に示され
るフローチャートによって設定している補正量ＣＳＨを
読み込んだ後、ステップ２３８で、外気温度Ｔoと補正
量ＣＳＨを用いた目標ディスチャージ温度ＴＧＴ-disの
演算、すなわち目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disの補
正を行なう。

【００８１】なお、エアコン１０では、暖房モード時や
コンプレッサ２６の回転数が大きく変化したときなど、
予め目標ディスチャージ温度Ｄｇｔ-disの補正量ＣＳＨ
を用いた補正を行わないように設定されている条件下で
は、ステップ２３６で否定判定されて、ステップ２４０
へ移行する。これにより、ステップ２４０では、外気温
度Ｔo に基づいた補正のみを行うように目標ディスチャ
ージ温度Ｔｇｔ-disが演算される。

【００８２】このようにして、目標ディスチャージ温度
Ｔｇｔ-disを演算すると、次のステップ２４２では、目
標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disが上限温度として設定
している所定温度（例えば８６℃）以下か否かを確認
し、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disが上限温度を越
えていないとき（ステップ２４２で肯定判定）には、ス
テップ２４６へ移行し、この目標ディスチャージ温度Ｔ
ｇｔ-disを用いて、電動膨張弁３６のステップ制御を行
なう。また、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disが、こ
の上限温度を越えているとき（ステップ２４２で否定判
定）には、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disを上限温
度に設定（例えばＴｇｔ-dis＝６８℃）し、この目標デ
ィスチャージ温度Ｔｇｔ-disに基づいて電動膨張弁３６
のステップ制御を行う。

【００８３】エアコン１０が冷房モードで運転している
ときに、サクション温度Ｔ-shと室内ユニット１６の熱
交換器１８の温度であるコイル温度Ｔ-coil から、熱交
換器１８に乾きが生じにくい状態、すなわち、熱交換器
１８が出口まで湿っている状態では、乾き度Ｄ-shが負
となっている。

【００８４】これに対して、コイル温度Ｔ-coilが上昇
すると、熱交換器１８の出口付近に乾きが生じ易くな
る。熱交換器１８に乾きが生じると、クロスフローファ
ン４４に露付きが起こる。このとき、サクション温度Ｔ
-shに対してコイル温度Ｔ-coilが相対的に上昇すること
になり、乾き度Ｄ-sh も大きくなる。

【００８５】一方、ディスチャージ温度Ｔ-disが目標デ
ィスチャージ温度Ｔｇｔ-disより高いときには、操作度
Ｄ-disは正の値となり、ディスチャージ温度Ｔ-disが目
標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disより低いときには、操
作度Ｄ-disは負の値となる。また、ディスチャージ温度
Ｔ-disは、コンプレッサ２６の回転数が一定であれば、
電動膨張弁３６を開いて冷媒流量を増加させることによ
り下げることができ、電動膨張弁３６の開度を狭めて冷
媒の流量を抑えることにより上げることができる。

【００８６】目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disは、補
正量ＣＳＨを大きくすることにより、高くなり、補正量
ＣＳＨを小さくすることにより下がる。

【００８７】補正量ＣＳＨの操作量ＵＳＨは、乾き度Ｄ
-shが高くなることにより、補正量ＣＳＨを減少させる
方向に設定される。これにより、熱交換器１８が湿り易
い状態となって、乾き度Ｄ-sh が高くなると、目標ディ
スチャージ温度ＴＧＴ-disが上げられ、電動膨張弁３６
が開かれる方向へ操作される。したがって、熱交換器１
８の乾きが抑えられる。

【００８８】一方、冷媒圧力は、外気温度Ｔoの影響を
少なからず受ける。すなわち、外気温度が高くなると冷
媒圧力も上昇し、外気温度が低くなると冷媒圧力も低下
する。このため、電動膨張弁３６の開度が同じでも、外
気温度Ｔoが低いと室外の熱交換器３０に冷媒がたまり
やすくなり、その結果熱交換器１８へ供給される冷媒が
減り熱交換器１８に乾きが生じ易くなる。

【００８９】これに対して、本発明では、外気温度Ｔo
が高いときに、目標ディスチャージ温度Ｔｇｔ-disが高
くなるようにシフトさせている。これにより、外気温度
Ｔoが低いときに電動膨張弁３６を必要以上に開くこと
がないと共に、外気温度Ｔoが高いときに、熱交換器１
８に乾きが生じるのを抑えることができる。

【００９０】一方、エアコン１０では、 乾き度Ｄ-sh
に基づいてコンプレッサ２６の回転数の制限を行なって
いる。図７には、目標ディスチャージ温度ＴＧＴ-disの
補正に用いる乾き度Ｄ-sh に基づいたコンプレッサ２６
の回転数の制限の一例を示している。

【００９１】このフローチャートでは、最初のステップ
２５０で、このフローチャート中で用いるタイマやフラ
グの初期設定（リセット）を行なった後、ステップ２５
２で図５に示すフローチャートで演算している乾き度Ｄ
-sh を読み込む。

【００９２】次にステップ２５４では、この乾き度Ｄ-s
hが所定値（一例として３．０）を越えているか否かを
確認し、また、ステップ２５６で電動膨張弁３６の制御
ステップを読み込み、ステップ２５８で制御ステップが
上限に達しているか否か確認する。

【００９３】ここで、乾き度Ｄ-shが所定値未満（Ｄ-sh
＜３．０）又は、電動膨張弁３６の制御ステップが上限
に達していないとき（ステップ２５４又はステップ２５
８で否定判定）には、ステップ２６０へ移行して、コン
プレッサ２６の回転数から、コンプレッサ２６が停止状
態であるか否かを確認し、コンプレッサ２６が停止状態
となる（ステップ２６０で否定判定）と、 このフロー
チャートを一旦終了する。すなわち、このフローチャー
トは、コンプレッサ２６の運転中にのみ実行され、コン
プレッサ２６が停止状態となるごとにリセットされる。

【００９４】一方、乾き度Ｄ-shが所定値（Ｄ-sh ≧
３．０）を越え、かつ電動膨張弁３６の制御ステップが
上限に達すると（ステップ２５４及びステップ２５８で
肯定判定）、ステップ２６２へ移行してコンプレッサ２
６の回転数を制限するためのタイマーをリセット／スタ
ートさせる。

【００９５】この後、ステップ２６４、２６６、２６
８、２７０では、ステップ２５２、２５４、２５６、２
５８と同様に、乾き度Ｄ-sh が所定値以上となっている
か否か及び電動膨張弁３６の制御ステップが上限に達し
ているか否かを確認する。また、ステップ２７２では、
タイマーによって計測している時間が所定時間（例えば
３０min ）に達したか否かを確認する。すなわち、ステ
ップ２６４〜２７２では、乾き度Ｄ-shが所定値以上で
ありかつ電動膨張弁２６の制御ステップが上限に達して
いる状態が所定時間継続しているか否かを確認する。

【００９６】これにより、所定時間内に乾き度Ｄ-shと
制御ステップの何れかが下がる（ステップ２７２で否定
判定されている状態でステップ２６６又はステップ２７
０で否定判定）と、コンプレッサ２６の回転数の制限を
行わずにステップ２５２へ戻る。これに対して、乾き度
Ｄ-sh が所定値以上でありかつ電動膨張弁２６の制御ス
テップが上限に達している状態が所定時間継続すると
（ステップ２６６、２７０、２７２で肯定判定）、コン
プレッサ２６の回転数の制限を行なう。

【００９７】このコンプレッサ２６の回転数の制限は、
ステップ２７４でコンプレッサ２６の回転数を所定値
（例えば現在の回転数の７５％）までダウンさせ、さら
に、ステップ２７６で回転数の上昇を禁止する。これに
より、エアコン１０では、コンプレッサ２６の回転数を
下げると共に、回転数の上昇、すなわち、冷媒の吐出圧
の上昇が禁止される。

【００９８】これにより、コンプレッサ２６の回転数と
共に冷媒の吐出圧も低下し、例えば、冷凍サイクル中、
特に室外ユニットの熱交換器３０に液化した冷媒が溜ま
り、室内ユニット１２の熱交換器１８に乾きの生じ易い
状態となっていても、熱交換器１８の乾きを抑えて、ク
ロスフローファン４４に露付きが生じるのを防止でき
る。

【００９９】次のステップ２７８では、フラグがセット
されているか否かを確認し、フラグがリセットされてい
るときには、ステップ２８０へ移行して回転数の上昇禁
止が設定されたことを示すフラグをセットする。

【０１００】このようにしてコンプレッサ２６の回転数
に制限を加えると、次のステップ２８２では、乾き度Ｄ
-shを読み込み、この乾き度Ｄ-shが所定の値（例えば−
１．０）以下に下がったか否かを確認する。

【０１０１】ここで、乾き度Ｄ-sh が所定の値未満まで
下がり、熱交換器１８が湿った状態となると、ステップ
２８４で肯定判定される。これにより、ステップ２８６
へ移行して、コンプレッサ２６の回転数の上昇を解除す
る。

【０１０２】このように、エアコン１０では、目標ディ
スチャージ温度Ｔｇｔ-disを補正することにより室内ユ
ニット１２の熱交換器１８に乾きが生じるのを防止して
いるが、それでも熱交換器１８に乾きが生じる状態が継
続しているときには、コンプレッサ２６の回転数を下げ
ると共に、コンプレッサ２６の回転数の上昇を禁止する
ことにより、より確実に熱交換器１８の乾きを防止して
いる。また、熱交換器１８に乾きが生じることがない状
態に達すると、コンプレッサ２６の回転数の上昇禁止を
解除する。

【０１０３】一方、コンプレッサ２６の回転数の上昇禁
止が設定されてフラグが既にセットされていたときに
は、ステップ２７８で肯定判定されてステップ２８８へ
移行し、コンプレッサ２６が停止状態となったか否かを
確認する。これにより、 コンプレッサ２６が停止状態
となると、ステップ２９０へ移行してコンプレッサ２６
の回転数の上昇禁止を解除した後に、このフローチャー
トを一旦終了する。

【０１０４】このように、エアコン１０では、熱交換器
１８の乾きを防止するためのコンプレッサ２６の回転数
の制限が２回目となると、コンプレッサ２６が停止する
まで回転数の上昇禁止を解除しないようにしている。

【０１０５】なお、以上説明した本実施の形態に適用し
たエアコン１０では、本発明が適用される空気調和機の
構成を限定するものではない。本発明は、電動膨張弁に
よって冷凍サイクル中の冷媒の流量を調整する任意の構
成の空気調和機に適用することができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、ディ
スチャージ温度、サクション温度、コイル温度に基づい
て目標ディスチャージ温度を補正することにより、室内
ユニットの熱交換器の乾きに応じて電動膨張弁を制御す
ることができ、熱交換器の乾きによる露付きを防止する
ことができると言う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に適用したエアコンの冷凍サイク
ルを示す概略構成図である。

【図２】エアコンの室内ユニットを示す概略構成図であ
る。

【図３】エアコンの室内ユニットの電気回路の概略構成
を示すブロック図である。

【図４】エアコンの室外ユニットの電気回路の概略構成
を示すブロック図である。

【図５】目標ディスチャージ温度を補正するための補正
量の設定の概略を示すフローチャートである。

【図６】目標ディスチャージ温度の設定の概略を示すフ
ローチャートである。

【図７】室内ユニットの熱交換器の乾き度に基づいたコ
ンプレッサの回転数の制限の一例を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１０ エアコン １２ 室内ユニット １４ 室外ユニット １８ 熱交換器（利用側熱交換器） ２６ コンプレッサ ３０ 熱交換器（熱源側熱交換器） ３６ 電動膨張弁 ４４ クロスフローファン ７４ マイコン ８６ 熱交温度センサ（コイル温度検出手段） ９６ コントロール基板 ９８ マイコン １０８ コンプレッサモータ １１２ 外気温度センサ（外気温度検出手段） １５０ 冷媒温度センサ（ディスチャージ温度検出手
段） １５２ 冷媒温度センサ（サクション温度検出手段）

フロントページの続き (72)発明者 中島 利光 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 清水 健二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA03 CC04 DD02 EE04 EE09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコンプレッサ、利用側熱交換
   器、電動膨張弁、熱源側熱交換器を用いて構成される冷
   凍サイクル中を循環する冷媒の流量を前記電動膨張弁の
   開度を変えて制御する空気調和機において、コンプレッ
   サから吐出される冷媒の温度が目標ディスチャージ温度
   に至るように前記電動膨張弁の開度を制御すると共に、
   前記利用側熱交換器の温度値、前記コンプレッサから吐
   出される冷媒の温度値、及び前記コンプレッサに吸引さ
   れる冷媒の温度値のいくつかの値に基づいて前記目標デ
   ィスチャージ温度を補正することを特徴とする空気調和
   機。
2. 【請求項２】 前記補正は、前記利用側熱交換器の温度
   と前記コンプレッサに吸引される冷媒の温度とから演算
   される値が所定値を越えたときに前記目標ディスチャー
   ジ温度を低く補正することを特徴とする請求項１に記載
   の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記コンプレッサに吸引される冷媒の温
   度が前記目標ディスチャージ温度より高いときに、前記
   補正は前記電動膨張弁が開くように前記目標ディスチャ
   ージ温度を補正することを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の空気調和機。
4. 【請求項４】 前記補正は外気温度に応じて前記目標デ
   ィスチャージ温度を補正することを特徴とする請求項１
   から請求項３の何れかに記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記利用側熱交換器の温度と前記コンプ
   レッサに吸引される冷媒の温度とに基づいて前記コンプ
   レッサの運転能力を制限することを特徴とする請求項１
   から請求項４の何れかに記載の空気調和機。