JP2008025932A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の部品仕様や設計事項の大幅な変更を要することなく、低外気温下での冷房運転時における冷媒循環量を適正に制御し得るようにする。
【解決手段】低外気温下での冷房運転時には、室外熱交換器の温度Ｔｅと室内熱交換器の温度Ｔｉとの温度差Ｔｘ（＝Ｔｅ−Ｔｉ）があらかじめ設定された所定範囲内に納まるように、膨張弁の開度および／または室外熱交換器の室外ファンの回転数を制御する。具体的には、最初に室外ファンの回転数を通常の冷房運転時よりも所定に下げた状態で、膨張弁の開度を調整し、次に膨張弁の開度を固定し、室外ファンの回転数を調整してＴｘがほぼ一定となるように制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、空気調和機の制御方法に関し、さらに詳しく言えば、低外気温下での冷房運転時における制御方法に関するものである。

空気調和機は、一般的な構成として、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備えており、通常、外気温が低い冬場などでは暖房運転として、圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスを四方弁→室内熱交換器→膨張弁→室外熱交換器→四方弁→圧縮機へと循環させて、室内熱交換器を凝縮器，室外熱交換器を蒸発器として使用する。

他方において、外気温が高い夏場などでは冷房運転として、圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスを四方弁→室外熱交換器→膨張弁→室内熱交換器→四方弁→圧縮機へと循環させて、室外熱交換器を凝縮器，室内熱交換器を蒸発器として使用する。このほか、除湿機能や再熱除湿機能などを備えた空気調和機も市販されている。

ところで、近年の特にオフィスなどでは室内に照明器具や電子機器などの熱源が多く存在するため、外気温が低い例えば１０℃以下の低外気温下でも冷房運転が選択される機会が増えてきている。

このような低外気温下での冷房運転において、室内負荷がほぼ一定であるとして、さらに外気温が下がってくると過冷却域が大きくなり、冷媒が室外熱交換器に液冷媒として寝込んだ状態となり、冷媒の循環量が減少するため、膨張弁（多くの場合、電子膨張弁）を開く方向に調節する必要がある。

しかしながら、外気温がさらに低下して例えば氷点下を下回るようなことになると、膨張弁の開度を全開としても、ガス冷媒のみが循環してしまう状態となり、室内熱交換器が過剰に過熱してしまって、所望とする冷房能力が得られなくなるばかりでなく、室内熱交換器の入口部分が氷点下となり凍りついてしまうことがある。

これを防止するには、室外熱交換器の室外ファンの回転数を低速として過冷却を抑え、室内熱交換器にも液冷媒が循環するようにする必要がある。すなわち、低外気温下での冷房運転時には、通常の冷房運転時よりも膨張弁を開く方向、室外ファンの回転数を下げる方向に制御する必要がある。

そこで、従来の低外気温下での冷房運転時における制御方法では、室内機から指示された一定の圧縮機回転数に対して、外気温が下がると室外ファンの回転数を下げ、外気温，室内熱交換器温度，圧縮機回転数，設定過熱度などを変数として目標となる圧縮機の吐出温度を算出し、その算出値と検出した吐出温度との差により膨張弁の開度を調節して冷媒循環量を制御し、室内熱交換器が過熱しすぎないようにしている（吐出温度制御方式）。

なお、特許文献１では、低外気温下での冷房運転において、室内熱交換器の凍結を防止するとともに、より冷房運転域を広げるため、外気温と設定温度とを比較して、その比較結果に基づいて、圧縮機運転周波数と膨張弁の開度比例関係をある圧縮機運転周波数より高ければ開方向にシフト変更を行い、また、ある圧縮機運転周波数より低ければ閉方向にフト変更するようにしている。

また、特許文献２では、所定外気温度以下における冷房運転時の圧縮機の高低圧力差が所定値に低下した場合に、室外ファンの回転数を低下させることにより前記高低圧力差の低下を防止するように調整する第１段差圧調整装置と、前記第１段差圧調整装置による制御では前記高低圧力差を所定値以上に保持できない場合に、圧縮機の運転周波数を増大させる第２段差圧調整装置とを備えた構成としている。

特開平７−１５８９８０号公報 国際公開ＷＯ２００３／０８３３７６

しかしながら、上記従来の吐出温度制御方式では、基本的に通常（常温時）の冷房運転時と同じ制御方式を採用しているため、外気温が大きく低下した場合、下記の要因により冷媒循環量を制御することが困難となる。

（１）室外ファンの回転数を下げて凝縮温度を上げるようにしているため、外気温の検知の際に室外熱交換器温度の影響を大きく受けてしまう。（２）外気温が低下するに伴って吐出温度が全体的に低くなるため、上記各変数が変化したときに適正な冷媒循環量と、そうでない場合の目標となる吐出温度との変化量が小さくなる。（３）冷媒循環量が少ない状態での冷凍サイクルとなるため、上記各変数の変化に対する吐出温度検出値の応答が鈍くなる。（４）室内熱交換器の入口部分が過剰に過熱した場合の検出手段がない。

上記（１）〜（３）のような状態が重なると、外気温が高く検知されることにより、最適な冷媒循環量が得られる吐出温度に対して吐出温度が高めに算出されてしまう。その結果、目標の吐出温度まで上げようと膨張弁を閉方向に制御してしまい、常温状態に対して吐出温度変化が小さいため絞りすぎの状態となり、冷媒循環量が適正な冷媒循環量よりもかなり低くなってしまう。

また、上記（４）の検出手段に関しては、室内熱交換器の温度センサは、通常、室内熱交換器内に通される配管パスの中央部分の温度を検出するようにしているため、室内熱交換器の入口部分の過熱を検知するには、別途室内熱交換器の入口部分にも温度センサが必要とされる。

上記した課題を解決するには、外気温検知方法の変更、吐出温度の検出方法や制御方法および室内熱交換器の入口部分の温度を監視する温度センサの追加などの見直しが必要とされ、既存の部品仕様や設計事項を大幅に変更しなければならない。

したがって、本発明の課題は、既存の部品仕様や設計事項の大幅な変更を要することなく、低外気温下での冷房運転時における冷媒循環量を適正に制御し得るようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、圧縮機，室外熱交換器，膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備える空気調和機の制御方法において、低外気温下での冷房運転時には、上記室外熱交換器の温度Ｔｅと上記室内熱交換器の温度Ｔｉとの温度差Ｔｘ（＝Ｔｅ−Ｔｉ）があらかじめ設定された所定範囲内に納まるように、上記膨張弁の開度および／または上記室外熱交換器の室外ファンの回転数を制御することを特徴としている。

本発明において、上記室外熱交換器の温度Ｔｅは上記室外熱交換器の出口側の温度であり、上記室内熱交換器の温度Ｔｉは上記室内熱交換器内に通される配管パスの中央部分で検出される温度である。

本発明において、上記温度差Ｔｘが上記所定範囲の上限値よりも大きい場合には、上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納まるように、上記膨張弁の開度の絞る方向に制御するか、および／または上記室外ファンの回転数を上げる方向に制御する。

また、上記温度差Ｔｘが上記所定範囲の下限値よりも小さい場合には、上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納まるように、上記膨張弁の開度の大きくする方向に制御するか、および／または上記室外ファンの回転数を下げる方向に制御する。

本発明の好ましい態様によると、上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納まるように制御するにあたって、上記室外ファンの回転数制御に優先して、上記膨張弁の開度を制御する膨張弁制御が実行される。

本発明において、上記膨張弁制御を実行するにあたって、上記室外ファンの回転数が通常の冷房運転時の回転数よりも下げられる。

また、本発明において、上記膨張弁制御で上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納められない場合には、上記室外ファンの回転数制御に移行し、上記室外ファンの回転数を所定回転数まで下げる制御が行われる。

また、本発明の好ましい態様によると、外気温に応じて、上記膨張弁の開度および／または上記室外ファンの回転数の制御量が可変とされる。

本発明によれば、低外気温下での冷房運転時には、室外熱交換器の温度Ｔｅと室内熱交換器の温度Ｔｉとの温度差Ｔｘ（＝Ｔｅ−Ｔｉ）があらかじめ設定された所定範囲内に納まるように、膨張弁の開度および／または室外熱交換器の室外ファンの回転数を制御するだけで、圧縮機の吐出温度や外気温などの変数に影響されることなく、適正な冷媒循環量に素早く制御することができる。ちなみに、上記温度Ｔｅ，Ｔｉはいずれも液冷媒の温度であるため応答性がよい。

また、室内熱交換器が過剰に過熱された場合には、Ｔｅ＜ＴｉでＴｘ＜０となるため、室内熱交換器の入口部分に温度センサを設けることなく、室内熱交換器の過熱状態を検知することができる。

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に本発明により制御される空気調和機が備える冷凍サイクルを示す。この冷凍サイクルは、通常の空気調和機に適用される一般的な冷凍サイクルと同じであってよく、基本的な構成として、圧縮機１１，四方弁１２，室外熱交換器１３，膨張弁１４および室内熱交換器１５を含む。この実施形態において、膨張弁１４は弁開度が図示しないパルスモータにより制御される電子膨張弁である。

冷房運転時には、四方弁１２が図示実線のように切り換えられ、圧縮機１１の冷媒吐出側１１ａに室外熱交換器１３が接続され、圧縮機１１の冷媒吸込側１１ｂに室内熱交換器１５が接続され、室外熱交換器１３が凝縮器，室内熱交換器１５が蒸発器として機能する。

また、暖房運転時には四方弁１２が図示鎖線のように切り換えられ、圧縮機１１の冷媒吐出側１１ａに室内熱交換器１５が接続され、圧縮機１１の冷媒吸込側１１ｂに室外熱交換器１３が接続され、室内熱交換器１５が凝縮器，室外熱交換器１３が蒸発器として機能する。本発明は、低外気温時の冷房運転に関するものであるため、冷凍サイクルは冷房専用であってもよい。

室外熱交換器１３には室外ファン１３ａが付設され、室内熱交換器１５には室内ファン１５ａが付設されている。通常、室外ファン１３ａにはプロペラファンが用いられ、室内ファン１５ａにはクロスフローファンが用いられる。

また、室外熱交換器１３と室内熱交換器１５には、それぞれ温度センサ１３ｂ，１５ｂが設けられるが、室外熱交換器１３の温度センサ１３ｂは室外熱交換器１３の冷媒出口温度を検出し、室内熱交換器１５の温度センサ１５ｂは室内熱交換器１５内に通される配管パスの中央部分の温度を検出する。

図２に空気調和機の制御系を示す。この制御系には、室内機制御部１５０と、室外機制御部１３０とが含まれている。室内機制御部１５０と室外機制御部１３０は、データ伝送路を介して双方向通信可能に接続されている。

室内機制御部１５０には、リモコン信号判定部１５１，運転状態判定部１５２，室温検出判定部１５３，室内熱交換器温度（Ｔｉ）検出判定部１５４および外気温判定部１５５が含まれている。

室内機制御部１５０は、リモコン１５１ａ，室温センサ１５３ａ，室内熱交換器１５の温度センサ１５ｂおよび後述する室外機側の外気温センサ１３４ａからの各信号を受信して運転状態などを判定し、室内ファン１５ａの回転数を制御するほか、運転状態や室温，設定温度などを室内機に設けられている本体表示部１５６に表示する。

室外機制御部１３０には、運転モード判定部１３１，圧縮機制御部１３２，四方弁制御部１３３，各部温度検出部１３４，目標吐出温度制御部１３５，電子膨張弁制御部１３６およびＴｘ，Ｔｙ算出部１３７が含まれている。Ｔｘ，Ｔｙについては後述する。

室外機制御部１３０は、外気温センサ１３４ａ，吐出温度センサ１３４ｂ，室外熱交換器１３の温度センサ１３ｂからの各信号および室内機制御部１５０からの制御信号に基づいて、圧縮機１１，室外ファン１３ａ，四方弁１２および電子膨張弁１４を制御する。

本発明では、低外気温下での冷房運転時における冷媒循環量を、室外熱交換器１３の温度センサ１３ｂにて検出される温度（出口温度）Ｔｅと、室内熱交換器１５の温度センサ１５ｂにて検出される温度（中央部の温度；中間温度）Ｔｉとの差であるＴｘ（＝Ｔｅ−Ｔｉ）により制御する（以下、この制御をＴｘ制御という）。

このＴｘ制御では、あらかじめ所定の目標値Ｔｘｔを設定しておき、ＴｘとＴｘｔとの差であるＴｙ（＝Ｔｘ−Ｔｘｔ）がＴｙ≒０，好ましくはＴｙ＝０となるように、電子膨張弁１４の開度および／または室外ファン１３ａの回転数を制御する。

室外熱交換器１３の出口温度Ｔｅと室内熱交換器１５の中間温度Ｔｉは、いずれも液冷媒の温度であるため応答性がよく、圧縮機１１の吐出温度や外気温の変数がほとんど影響しないため、低外気温下での冷房運転時における適正な冷媒循環量を素早く制御することが可能となる。

先に説明した従来の吐出温度制御は、蒸発器での蒸発温度，凝縮器での凝縮温度および過熱度（スーパーヒート）により理論上吐出温度が決定されるので、これらにより吐出温度を算出して膨張弁の開度を制御するようにしている（図３に示すモリエル線図の右側参照）。

これに対して、本発明によるＴｘ制御は、図３に示すモリエル線図の左側の制御で、室外熱交換器１３の出口温度Ｔｅと室内熱交換器１５の中間温度Ｔｉの差Ｔｘが一定になるような制御を行う。

すなわち、外気温が低下してくると、凝縮器の凝縮温度と蒸発器の蒸発温度の差が縮まってしまうので、最低限の温度差を確保するという考え方に基づいている。本発明によれば、Ｔｘｔを決めるだけで、室内，室外の負荷が変動しても最適な冷媒循環量を確保することができる。

ここで、上記従来の吐出温度制御方式と本発明によるＴｘ制御方式とを比較する。膨張弁の開度を制御するにあたって、上記従来の吐出温度制御方式では、吐出温度，室内熱交換器温度，過熱度，外気温および圧縮機回転数の５つの変数を必要とし、しかも室外ファンの回転数が低くなると外気温検知がずれるため、その補正を必要とする。なお、目標吐出温度の算出に必要な凝縮温度は、室内熱交換器の蒸発温度，圧縮機回転数および外気温により算出する。これに対して、本発明によるＴｘ制御方式では、室外熱交換器１３の出口温度Ｔｅと室内熱交換器１５の中間温度Ｔｉの２つの変数でよいため応答が速い。

また、室外ファンの回転数制御については、上記従来の吐出温度制御方式では、圧縮機回転数と外気温の２つの変数により制御し、本発明によるＴｘ制御方式においても、室外熱交換器１３の出口温度Ｔｅと室内熱交換器１５の中間温度Ｔｉの２つの変数により制御するようにしており、使用する変数は両者ともに２つであるが、上記従来の吐出温度制御方式の場合、室外ファンの回転数が低くなると外気温検知がずれるため、その補正を必要とするのに対して、本発明によるＴｘ制御方式の場合には、その補正を必要としない点で応答が速いということができる。

また、本発明によるＴｘ制御方式の場合、室内熱交換器１５が過剰に過熱すると、Ｔｅ＜ＴｉでＴｘ＜０となるため、特に室内熱交換器１５の入口部分に温度センサを設けなくても、室内熱交換器１５の過剰な過熱状態をも容易に判別することができる。

次に、Ｔｘ制御のための目標値Ｔｘｔの決め方について説明する。
（１）Ｔｘ＜０となる場合；室内熱交換器１５が過剰に過熱してしまうと、Ｔｅが低下し外気温（室温以下）に近づき、一方Ｔｉは上昇し室温に近づく。その結果、Ｔｘ＝Ｔｅ−Ｔｉ＜０になってしまうため、Ｔｘ＜０となった場合には過剰過熱として判断し、Ｔｘ制御ＮＧとする。

なお、本発明によれば、Ｔｘ＜０により室内熱交換器１５の過剰過熱状態を判断できるため、特に室内熱交換器１５の入口部分に温度センサを設けなくても、室内熱交換器１５の過剰な過熱状態をも容易に判別することができる。

（２）Ｔｘ≫０となる場合；凝縮温度，蒸発温度がともに上がってしまい、冷房能力が大きく低下してしまうため、Ｔｘ制御ＮＧとする。上記（１），（２）から、Ｔｘ制御のための目標値Ｔｘｔを０近辺で冷房能力を確保できる値に設定する。実際には試験を行って決めるが、外気温の温度ゾーンによって、目標値Ｔｘｔを固定値としてもよいし、変動値としてもよい。

次に、ＴｘをＴｘｔに近づけてＴｘ−Ｔｘｔ＝Ｔｙを好ましくは０とする制御方法について説明する。なお、常温時の冷房運転においては、例えば従来どおり圧縮機の吐出温度にて電子膨張弁１４を制御する方法を採用し、外気温が低下した場合にＴｘ制御を行う。

外気温の低下によりＴｘ制御になると、室外ファン１３ａの回転数を常温時の冷房運転のときよりも一旦下げて固定したうえで、電子膨張弁１４の制御しＴｙ＝０となるようにその開度を調整する。電子膨張弁１４を全開としてもＴｙ＝０に到達しない場合には、ファン回転数制御を実行し、Ｔｙ＝０となるように室外ファン１３ａの回転数を調整する。

Ｔｘは外気温に比例した変化するが、Ｔｘと膨張弁開度および室外ファン回転数はほぼ一次的に制御することができる。すなわち、図４に示すように、室外ファン回転数を上げる，膨張弁開度を小さくすることによりＴｘは小さくなり、これに対して室外ファン回転数を下げる，膨張弁開度を大きくすることによりＴｘは大きくなる。

本発明によるＴｘ制御には、上記したように、また、図５に示すように、膨張弁制御モードと室外ファン回転数制御モードとが含まれるが、Ｔｘ制御の動作条件としての温度ゾーンの一例を図６に示す。

図６おいて上向き矢印は外気温上昇時，下向き矢印は外気温降下時で、この例では外気温上昇時で１２℃（外気温降下時で１０℃）以下が低外気温下で行われるＴｘ制御動作ゾーンで、このＴｘ制御動作ゾーンには、外気温上昇時で２〜１２℃（外気温降下時で０〜１０℃）の範囲のＦゾーンと、外気温上昇時で２℃（外気温降下時で０℃）以下のＧゾーンとが含まれる。Ｆゾーンの「Ｆ」，Ｇゾーンの「Ｇ」自体に特に意味はない。

外気温上昇時で１２℃（外気温降下時で１０℃）を超えると、従来の圧縮機吐出温度制御が行われる。なお、外気温は図２に示した外気温センサ１３４ａにて検出されるが、実際には検出された外気温に所定の補正値を加算した温度にて、ゾーン判定が行われる。また、外気温上昇時と外気温降下時で、閾値温度を異ならせているのはチャタリングを防止するためである。

電子膨張弁１４の開度は、図示しないパルスモータに加えられるパルス数により制御され、この例では最小パルス数６０，最大パルス数４８０で、最小パルス数６０のとき全閉，最大パルス数４８０で全開となる。

表１に、この例におけるＦゾーン，Ｇゾーンでの室外ファン１３ａの回転数（ｒｐｍ）を示す。室外ファン１３ａの回転数は、圧縮機１１の回転数に応じて切り換えられ、例えば圧縮機１１の回転数が５４ｒｐｓ以上のときＨｉ１が、４２ｒｐｓ以上のときＭｅ１が、４２ｒｐｓ未満のときＬｏ１がそれぞれ選択されるが、最小回転数はＦゾーン，Ｇゾーンともに１５０である。

表２に、Ｆゾーン，Ｇゾーンでの目標値Ｔｘｔ，Ｔｘ−Ｔｘｔの温度差Ｔｙの値に応じたパルス加算値，室外ファン回転数加算値および制御時間間隔の関係を示す。この例によると、Ｆゾーンでは目標値Ｔｘｔは（０．５×Ｔａ‘＋７）なる式により算出され、Ｇゾーンでは目標値Ｔｘｔは「５」に固定されている。なお、Ｔａ‘は補正外気温度である。また、Ｔｘ（＝Ｔｅ−Ｔｉ）の下限値は「７」，上限値は「１３」としている。

次に、図７，図８のフローチャートにしたがって本発明によるＴｘ制御の動作の一例について説明する。図７は膨張弁制御モード時のフローチャートで、図８は室外ファン回転数制御モード時のフローチャートである。

冷房運転状態で、Ｔｘ制御は図７の膨張弁制御モードから入る。まず、ステップ７１で低外気温かを判定する。この判定は室内機制御部１５０の外気温度判定部１５５にて行われ、外気温がＦゾーンもしくはＧゾーン内の場合にはステップ７２に移行し、低外気温でない場合（外気温上昇時で１２℃（外気温降下時で１０℃）を超えている場合）にはステップ９０に移行して、通常時（常温時）での圧縮機吐出温度制御を実行する。

ステップ７２では室外ファン１３ａの回転数を一旦下げる。通常時の室外ファン回転数に対して、例えばＦゾーンの場合には約５０％，Ｇゾーンの場合には約３０％の回転数とし、その回転数に固定する。

次に、ステップ７３でＴｘとＴｙとを算出する。Ｔｘは室外熱交換器１３の出口温度Ｔｅと室内熱交換器１５の中間温度Ｔｉとの差（Ｔｅ−Ｔｉ）により算出され、Ｔｙは算出されたＴｘと目標値Ｔｘｔとの差（Ｔｘ−Ｔｘｔ）により算出される。この算出は室外機制御部１３０のＴｘ，Ｔｙ算出部１３７で行われる。

Ｔｘ，Ｔｙの算出後、ステップ７４で所定時間マスクしてステップ７５に移行する。このマスク時間は表２に示した（Ｃ）の制御時間間隔に相当する。

ステップ７５ではＴｙ＞１であるかを判定する。Ｔｙ＞１でなくＴｙが１以下の場合にはステップ７６に移行して１≧Ｔｙ＞−１かを判定するが、Ｔｙ＞１の場合にはステップ７５ａでパルスが下限値かを判定する。

ここでのパルスとは、室内機制御部１５０の電子膨張弁制御部１３６から電子膨張弁１４を駆動する図示しないパルスモータに与えられる制御パルスであり、下限値は上記したように最小の６０パルスである。

パルスが下限値に達していない場合には、目標値Ｔｘｔに対してＴｘの値を小さくするため、ステップ７５ｂでパルスを減算し電子膨張弁１４を絞る方向に制御したのち、ステップ７１に戻る。表２に示したように、パルスの減算数はＴｙの値に応じて決められる。

なお、低外気温状態になると、パルスが下限値にまで達することはほとんどないが、パルスが下限値に達した場合には、ステップ７５ｃでパルスを下限値に固定してステップ７１に戻る。

このルーチンを繰り返すごとにステップ７５でＴｙ＞１かを判定し、ＮＯ判定すなわちＴｙが１以下になった場合には、ステップ７６で１≧Ｔｙ＞−１かを判定する。ＹＥＳ判定で１≧Ｔｙ＞−１であれば、適正な冷媒循環量が得られると判断し、ステップ７６ａでパルスを固定し、ステップ７１に戻る。

ステップ７６での判定がＮＯ判定である場合にはＴｙ≦−１ということになるため、次段のステップ７７でパルスが上限値、すなわち最大パルス数４８０に達しているかを判定する。

パルスが上限値に達していない場合には、目標値Ｔｘｔに対してＴｘの値を大きくするため、ステップ７７ａでパルスを加算し電子膨張弁１４を開く方向に制御したのち、ステップ７１に戻る。この過程で１≧Ｔｙ＞−１となれば、ステップ７６ａでパルスを固定する。表２に示したように、パルスの加算数はＴｙの値に応じて決められる。

このようにして、膨張弁制御モードでは室外ファン１３ａの回転数を一旦下げた状態で電子膨張弁１４の開度を調整して、Ｔｘと目標値Ｔｘｔとの温度差Ｔｙが１≧Ｔｙ＞−１となるように制御するが、これでも温度差Ｔｙが１≧Ｔｙ＞−１に納まらない場合には、所定の時間間隔を置いて、図８の室外ファン回転数制御モードに移行する。

室外ファン回転数制御モードでは、ステップ８１でパルスを上限値に固定（電子膨張弁１４を全開）し、ステップ８２で再度Ｔｘ，Ｔｙを算出し、ステップ８３で所定時間マスクしたのち、ステップ８４でＴｙ＞１であるかを判定する。これは、外気温の変動によりＴｙ＞１となり得る場合があるためである。

Ｔｙ＞１でなく、次段のステップ８５で１≧Ｔｙ＞−１でもない場合には、ステップ８６で室外ファン１３ａの回転数が下限値（１５０ｒｐｍ）であるかを判定し、室外ファン１３ａの回転数が下限値でなければ、目標値Ｔｘｔに対してＴｘの値を大きくするため、ステップ８６ａで室外ファン１３ａの回転数を減算したのち、ステップ８４ｃ（低外気温かの判定）を経由してステップ８１に戻る。表２に示したように、室外ファン１３ａの回転数はＴｙの値に応じて決められる。

ステップ８７に示すように、室外ファン１３ａの回転数は最終的に下限値の１５０ｒｐｓまで下げられるが、室外ファン１３ａの回転数を下げるルーチンを実行する過程で、１≧Ｔｙ＞−１となれば、適正な冷媒循環量が得られると判断し、ステップ８５ｄで室外ファン１３ａの回転数を固定し、ステップ８４ｃ（低外気温かの判定）を経由してステップ８１に戻る。

なお、ステップ８４でＴｙ＞１と判定された場合には、ステップ８４ａで室外ファン１３ａの回転数が上限値かを判定し、上限値でない場合には、目標値Ｔｘｔに対してＴｘの値を小さくするため、ステップ８４ｂで室外ファン１３ａの回転数を加算したのち、ステップ８４ｃ（低外気温かの判定）を経由してステップ８１に戻る。

ステップ８４ｃで外気温が低外気温でないと判定された場合には、本発明によるＴｘ制御から、ステップ９０の通常時（常温時）での圧縮機吐出温度制御に切り換えられる。また、ステップ８４ａで室外ファン１３ａの回転数が上限値に達していると判定された場合には、膨張弁制御モードのステップ７１に戻る。

本発明により制御される空気調和機が備える冷凍サイクルを示す模式図。 上記空気調和機の制御系を示すブロック図。 本発明によるＴｘ制御と従来の吐出温度制御を対比して示すモリエル線図。 Ｔｘと膨張弁開度および室外ファン回転数との関係を示すグラフ。 本発明によるＴｘ制御に含まれる膨張弁制御モードと室外ファン回転数制御モードとを示すタイミングチャート。 低外気温の温度ゾーンの一例を示す模式図。 膨張弁制御モードの動作フローチャート。 室外ファン回転数制御モードの動作フローチャート。

符号の説明

１１ 圧縮機
１２ 四方弁
１３ 室外熱交換器
１３ａ 室外ファン
１３ｂ 室外熱交換器用温度センサ
１４ 膨張弁
１５ 室内熱交換器
１５ａ 室内ファン
１５ｂ 室内熱交換器用温度センサ
１３０ 室外機制御部
１３６ 電子膨張弁制御部
１５０ 室内機制御部
１５５ 外気温度判定部

Claims (8)

1. 圧縮機，室外熱交換器，膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備える空気調和機の制御方法において、
   低外気温下での冷房運転時には、上記室外熱交換器の温度Ｔｅと上記室内熱交換器の温度Ｔｉとの温度差Ｔｘ（＝Ｔｅ−Ｔｉ）があらかじめ設定された所定範囲内に納まるように、上記膨張弁の開度および／または上記室外熱交換器の室外ファンの回転数を制御することを特徴とする空気調和機の制御方法。
2. 上記室外熱交換器の温度Ｔｅは上記室外熱交換器の出口側の温度であり、上記室内熱交換器の温度Ｔｉは上記室内熱交換器内に通される配管パスの中央部分で検出される温度であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御方法。
3. 上記温度差Ｔｘが上記所定範囲の上限値よりも大きい場合には、上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納まるように、上記膨張弁の開度の絞る方向に制御するか、および／または上記室外ファンの回転数を上げる方向に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の制御方法。
4. 上記温度差Ｔｘが上記所定範囲の下限値よりも小さい場合には、上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納まるように、上記膨張弁の開度の大きくする方向に制御するか、および／または上記室外ファンの回転数を下げる方向に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の制御方法。
5. 上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納まるように制御するにあたって、上記室外ファンの回転数制御に優先して、上記膨張弁の開度を制御する膨張弁制御を実行することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気調和機の制御方法。
6. 上記膨張弁制御を実行するにあたって、上記室外ファンの回転数を通常の冷房運転時の回転数よりも下げることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気調和機の制御方法。
7. 上記膨張弁制御で上記温度差Ｔｘを上記所定範囲内に納められない場合には、上記室外ファンの回転数制御に移行し、上記室外ファンの回転数を所定回転数まで下げることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気調和機の制御方法。
8. 外気温に応じて、上記膨張弁の開度および／または上記室外ファンの回転数の制御量を可変とすることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空気調和機の制御方法。
   

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