JP2008064439A

JP2008064439A - 空気調和装置

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Publication number: JP2008064439A
Application number: JP2006246156A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kasahara; 伸一笠原; Masakazu Okamoto; 昌和岡本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2008-03-21
Also published as: WO2008032559A1; CN101512248A; EP2068098A4; US20100000245A1; EP2068098A1

Abstract

【課題】本発明の課題は、冷凍サイクル中に冷媒が超臨界状態となる空気調和装置において暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することにある。
【解決手段】本発明に係る空気調和装置１は、冷媒として超臨界冷媒が充填される空気調和装置であって、圧縮機構１１、放熱器３１ａ，３１ｂ、膨張機構３３ａ，３３ｂ、蒸発器１３、第１温度検知部３６ａ，３６ｂ、目標冷媒温度算出部３８ａ，３８ｂ、および制御部３９ａ，３９ｂを備える。目標冷媒温度算出部は、放熱器が配置される空間の空気に対して設定される温度である設定温度を少なくとも利用して放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を算出する。制御部は、第１温度検知部によって検知される温度が目標冷媒温度と一致するように膨張機構を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置、特に冷凍サイクル中に冷媒が超臨界状態となる空気調和装置に関する。

近年、冷媒として二酸化炭素が採用されるヒートポンプ式空気調和装置が製造販売されている。

ところで、冷媒としてフロン系冷媒が採用された空気調和装置では、暖房時に室内熱交換器から流出する冷媒あるいは膨張機構に流入する冷媒に対して過冷却度制御を行い、暖房能力の適切な制御を行っている。しかし、上述したような冷媒として二酸化炭素が採用されるヒートポンプ式空気調和装置では、暖房時に室内熱交換器に送られる冷媒が超臨界状態となっているため、上記のような過冷却制御を行うことができない。すわなち、暖房能力の適切な制御を行うことができない。

このような問題に対して、過去に「室内機における吸込空気温度と放熱器出口温度との差が所定の範囲内に収まるように膨張弁を制御する」ことが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１７６９５７号公報

しかし、上述のように室内機における吸込空気温度と放熱器出口温度との差が所定の範囲内に収まるように膨張弁を制御するだけでは室内空間を設定温度通りの温度に制御することは極めて困難である。

本発明の課題は、冷凍サイクル中に冷媒が超臨界状態となる空気調和装置において暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することにある。

第１発明に係る空気調和装置は、冷媒として超臨界冷媒が充填される空気調和装置であって、圧縮機構、放熱器、膨張機構、蒸発器、第１温度検知部、目標冷媒温度導出部、および制御部を備える。なお、ここにいう「超臨界冷媒」とは、冷凍サイクルの高圧側において超臨界状態とされる冷媒であって、例えば、二酸化炭素やＲ４１０Ａ等である。圧縮機構は、冷媒を圧縮する。放熱器は、圧縮機構の冷媒吸入側に接続される。膨張機構は、放熱器の出口側に接続される。蒸発器は、膨張機構の冷媒流出側に接続されると共に圧縮機構の冷媒吸入側に接続される。第１温度検知部は、放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間に設けられる。目標冷媒温度導出部は、放熱器が配置される空間の空気に対して設定される温度である設定温度を少なくとも利用して放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を導出する。なお、目標冷媒温度の導出は、テーブルや関数などにより条件に合わせて予め決定された目標冷媒温度を導出する方法や、設定温度と吸込温度との差やその時間微分値などをＦＢ制御ループ（制御方法はＰＩＤ制御でもよいしモデルベース制御でもよい）に組み込んで目標冷媒温度を導出する方法などの方法により行われてもよい。制御部は、第１温度検知部によって検知される温度が目標冷媒温度と一致するように膨張機構を制御する。

この空気調和装置では、目標冷媒温度導出部が設定温度を少なくとも利用して放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を導出し、制御部が第１温度検知部によって検知される温度が目標冷媒温度と一致するように膨張機構を制御する。このため、この空気調和装置では、暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標冷媒温度が設定される。したがって、この空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

第２発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、放熱器は、複数設けられる。膨張機構は、放熱器それぞれに対して複数設けられる。温度検知部は、放熱器それぞれに対して複数設けられる。

この空気調和装置では、放熱器が複数設けられ、膨張機構が放熱器それぞれに対して複数設けられ、さらに温度検知部が放熱器それぞれに対して複数設けられる。つまり、この空気調和装置はマルチ式空気調和装置である。このように空気調和装置がマルチ式空気調和装置であっても上記と同様に暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標冷媒温度が設定される。したがって、この空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

第３発明に係る空気調和装置は、第１発明または第２発明に係る空気調和装置であって、目標冷媒温度導出部は、設定温度、放熱器に空気を送風する送風部の近傍に配置される第２温度検知部によって検出される温度、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力、圧縮機構から吐出される冷媒の温度、放熱器に流入する冷媒の圧力、および放熱器に流入する冷媒の温度のうち少なくとも設定温度を利用して目標冷媒温度を導出する。なお、放熱器に流入する冷媒の圧力および放熱器に流入する冷媒の温度は、ビル用マルチ空気調和装置のように放熱器（室内熱交換器）の高温側に温度検知部を有する空気調和装置において目標冷媒温度を正確に導出するための有効なパラメータである。このような空気調和装置では、連絡配管などにおける熱ロスのため放熱器（室内熱交換器）の入口付近を流れる冷媒の温度が吐出冷媒の温度よりも低くなることが多く、また、連絡配管などにおける圧損のため放熱器（室内熱交換器）の入口付近を流れる冷媒の圧力が吐出冷媒の圧力よりも低くなることが多いからである。

この空気調和装置では、目標冷媒温度導出部が、設定温度、放熱器に空気を送風する送風部の近傍に配置される第２温度検知部によって検出される温度、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力、圧縮機構から吐出される冷媒の温度、放熱器に流入する冷媒の圧力、および放熱器に流入する冷媒の温度のうち少なくとも設定温度を利用して目標冷媒温度を導出する。このため、この空気調和装置では、運転条件に応じて最適な膨張機構の制御を実現することができる。

第４発明に係る空気調和装置は、第１発明から第３発明のいずれかに係る空気調和装置であって、第１ゲイン変更部をさらに備える。第１ゲイン変更部は、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第１温度検知部によって検知される温度に応じて膨張機構の制御に対するゲインを変更する。

この空気調和装置では、第１ゲイン変更部が、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第１温度検知部によって検知される温度に応じて膨張機構の制御に対するゲインを変更する。このため、この空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

第５発明に係る空気調和装置は、第１発明から第３発明のいずれかに係る空気調和装置であって、第２ゲイン変更部をさらに備える。第２ゲイン変更部は、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第１温度検知部によって検知される温度に応じて目標冷媒温度導出部による目標冷媒温度の導出に対するゲインを変更する。なお、このような第２ゲイン変更部は、目標冷媒温度をフィードバック制御ループ等で求める場合にのみ有効に機能する。

この空気調和装置では、第２ゲイン変更部が、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第１温度検知部によって検知される温度に応じて目標冷媒温度導出部による目標冷媒温度の導出に対するゲインを変更する。このため、この空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

第１発明に係る空気調和装置では、暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標冷媒温度が設定される。したがって、この空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

第２発明に係る空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

第３発明に係る空気調和装置では、運転条件に応じて最適な膨張機構の制御を実現することができる。

第４発明に係る空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

第５発明に係る空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

＜空気調和装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る空気調和装置１の概略冷媒回路２を図１に示す。

この空気調和装置１は、二酸化炭素を冷媒として冷房運転および暖房運転が可能なマルチ式空気調和装置であって、主に冷媒回路２、送風ファン２６，３２ａ，３２ｂ、室外制御装置２３、室内制御装置３４ａ，３４ｂ、高圧圧力センサ２１、室内熱交換器低温側温度センサ３６ａ，３６ｂ、および吸込温度センサ３５ａ，３５ｂ等から構成されている。

冷媒回路２には主に、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３、室外電動膨張弁１５、受液器１６、室内電動膨張弁３３ａ，３３ｂ、および室内熱交換器３１ａ，３１ｂが配備されており、各装置は、図１に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。

そして、本実施の形態において、空気調和装置１は、分離型の空気調和装置であって、第１室内熱交換器３１ａ、第１室内ファン３２ａ、第１室内電動膨張弁３３ａ、第１室内制御装置３４ａ、第１室内熱交換器低温側温度センサ３６ａ、および第１吸込温度センサ３５ａを主に有する第１室内ユニット３０ａと、第２室内熱交換器３１ｂ、第２室内ファン３２ｂ、第２室内電動膨張弁３３ｂ、第２室内制御装置３４ｂ、第２室内熱交換器低温側温度センサ３６ｂ、および第２吸込温度センサ３５ｂを主に有する第２室内ユニット３０ｂと、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３、室外電動膨張弁１５、受液器１６、高圧圧力センサ２１、および室外制御装置２３を主に有する室外ユニット１０と、室内ユニット３０ａ，３０ｂの冷媒液等配管と室外ユニット１０の冷媒液等配管とを接続する第１連絡配管４１と、室内ユニット３０ａ，３０ｂの冷媒ガス等配管と室外ユニット１０の冷媒ガス等配管とを接続する第２連絡配管４２とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット１０の冷媒液等配管と第１連絡配管４１とは室外ユニット１０の第１閉鎖弁１８を介して、室外ユニット１０の冷媒ガス等配管と第２連絡配管４２とは室外ユニット１０の第２閉鎖弁１９を介してそれぞれ接続されている。

（１）室内ユニット
第１室内ユニット３０ａと第２室内ユニット３０ｂとは、同一の構成を有するため、ここでは、第１室内ユニット３０ａについてのみ説明する。ちなみに、下記説明中「第１」を「第２に、」「ａ」を「ｂ」に読み替えれば第２室内ユニット３０ｂの説明になる。

第１室内ユニット３０ａは、主に、第１室内熱交換器３１ａ、第１室内ファン３２ａ、第１室内電動膨張弁３３ａ、第１室内制御装置３４ａ、第１室内熱交換器低温側温度センサ３６ａ、および第１吸込温度センサ３５ａ等を有している。

第１室内熱交換器３１ａは、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。

第１室内ファン３２ａは、ユニット３０ａ内に空調室内の空気を取り込み、第１室内熱交換器３１ａを介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。

第１室内電動膨張弁３３ａは、受液器１６を通って流入してくる液冷媒（冷房運転時）あるいは室内熱交換器３１の低温側から流出する超臨界冷媒（暖房運転時）を減圧するためのものである。

第１室内熱交換器低温側温度センサ３６ａは、第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に配置される。

第１吸込温度センサ３５ａは、第１室内ファン３２ａの近傍に配置される。

第１室内制御装置３４ａは、図２に示されるように、主に、第１目標冷媒温度算出部３８ａおよび第１膨張弁制御部３９ａから構成されている。そして、この第１室内制御装置３４ａは、図１に示されるように、第１室内熱交換器低温側温度センサ３６ａ、第１吸込温度センサ３５ａ、コントローラ３７ａ、および室外制御装置２３に通信接続されている。そして、第１目標冷媒温度算出部３８ａは、暖房運転時において、コントローラ３７ａにおいて設定温度Ｔｓが変更される度にコントローラ３７ａから設定温度Ｔｓの情報を受信し、第１吸込温度センサ３５ａから定期的に吸込温度Ｔａの情報を受信している。そして、この第１目標冷媒温度算出部３８ａは、設定温度Ｔｓから吸込温度Ｔａを差し引いて第１差温ｅ１を算出し、その第１差温ｅ１を予め用意されている所定の関数に代入して第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを算出する。第１膨張弁制御部３９ａは、第１目標冷媒温度算出部３８ａから定期的に第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsの情報を受信し、第１室内熱交換器低温側温度センサ３６ａから定期的に実温度Ｔ_gcの情報を受信し、目標温度Ｔ_gcsから温度Ｔ_gcを差し引いて差温ｅ２を算出する。そして、この第１膨張弁制御部３９ａは、第２差温ｅ２に基づいて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定し制御する。なお、本実施の形態に係る空気調和装置１では冷媒として二酸化炭素が採用されている。一定圧力下での超臨界状態の二酸化炭素冷媒の温度変化はエンタルピー変化に対して一様でない（比例的ではない）。つまり、第２差温ｅ２が同じであっても必要な暖房能力変化量が異なる場合があり得る。このため、本実施の形態に係る空気調和装置１では、室外制御装置２３を経由して第１室内制御装置３４ａに送信される高圧圧力ＨＰの情報（高圧圧力センサ２１から得られる）により第１室内電動膨張弁３３ａの開度制御に対するゲインが変更される。具体的には、あらかじめ第１室内電動膨張弁３３ａの開度を第２差温ｅ２と高圧圧力ＨＰとに関係づけた制御テーブル（図３参照）を作成しておき、第１膨張弁制御部３９ａが、定期的に得られる第２差温ｅ２と高圧圧力ＨＰとをその制御テーブルに照らし合わせて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定することになる。また、実温度Ｔ_gcが高い場合は実温度Ｔ_gcが低い場合に比べて膨張弁開度変更のゲインを低めに設定する必要がある。これは、二酸化炭素やＲ４１０Ａの臨界点から離れた亜臨界領域で過冷却を増加させてもｄｈ／ｄＴ（高圧一定で放熱器出口温度（Ｔ_gc）を変化させたときのエンタルピーの変化率）はほとんど変化しないが、二酸化炭素の超臨界領域や超臨界近傍の亜臨界領域およびＲ４１０Ａの超臨界領域では放熱器出口温度（Ｔ_gc）が高くなるに従ってｄｈ／ｄＴが顕著に大きくなる傾向があるためである。

そして、この第１室内ユニット３０ａは、このような構成を採用することによって、冷房運転時には第１室内ファン３２ａにより内部に取り込んだ室内空気と第１室内熱交換器３１ａを流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気（冷気）を生成し、暖房運転時には第１室内ファン３２ａにより内部に取り込んだ室内空気と第１室内熱交換器３１ａを流れる超臨界冷媒とを熱交換させて調和空気（暖気）を生成することが可能となっている。

（２）室外ユニット
室外ユニット１０は、主に、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３、室外電動膨張弁１５、受液器１６、室外ファン２６、室外制御装置２３、および高圧圧力センサ２１等を有している。

圧縮機１１は、吸入管を流れる低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して超臨界状態とした後、吐出管に吐出するための装置である。

四路切換弁１２は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１３の高温側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と室内熱交換器３１ａ，３１ｂのガス側とを接続し、暖房運転時には圧縮機１１の吐出側と第２閉鎖弁１９とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と室外熱交換器１３のガス側とを接続することが可能である。

室外熱交換器１３は、冷房運転時において圧縮機１１から吐出された高圧の超臨界冷媒を空調室外の空気を熱源として冷却させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器３１ａ，３１ｂから戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。

室外電動膨張弁１５は、室外熱交換器１３の低温側から流出する超臨界冷媒（冷房運転時）あるいは受液器１６を通って流入する液冷媒（暖房運転時）を減圧するためのものである。

受液器１６は、運転モードや空調負荷に応じて余剰となる冷媒を貯蔵しておくためのものである。

室外ファン２６は、ユニット１０内に室外の空気を取り込み、室外熱交換器１３を介して冷媒と熱交換した後の空気を排気するためファンである。

高圧圧力センサ２１は、圧縮機１１の吐出側に設けられている。

室外制御装置２３は、高圧圧力センサ２１および室内制御装置３４ａ，３４ｂ等に通信接続されており、高圧圧力センサ２１から送られてくる高圧圧力情報を室内制御装置３４ａ，３４ｂ等に送信する。

＜空気調和装置の動作＞
空気調和装置１の運転動作について、図１を用いて説明する。この空気調和装置１は、上述したように冷房運転および暖房運転を行うことが可能である。

（１）冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁１２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機１１の吐出側が室外熱交換器１３の高温側に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が第２閉鎖弁１９に接続された状態となる。また、このとき、第１閉鎖弁１８および第２閉鎖弁１９は開状態とされる。

この冷媒回路２の状態で、圧縮機１１が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１１に吸入され、圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁１２を経由して室外熱交換器１３に送られ、室外熱交換器１３において冷却される。

そして、この冷却された超臨界冷媒は、室外電動膨張弁１５に送られる。そして、室外電動膨張弁１５に送られた超臨界冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器１６を経由して室内電動膨張弁３３ａ，３３ｂに送られる。室内電動膨張弁３３ａ，３３ｂに送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に室内熱交換器３１ａ，３１ｂに供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。

そして、そのガス冷媒は、第２閉鎖弁１９、および四路切換弁１２を経由して、再び、圧縮機１１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

（２）暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁１２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機１１の吐出側が第２閉鎖弁１９に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が室外熱交換器１３のガス側に接続された状態となっている。また、このとき、第１閉鎖弁１８および第２閉鎖弁１９は開状態とされる。

この冷媒回路２の状態で、圧縮機１１が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１１に吸入され、圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁１２、および第２閉鎖弁１９を経由して室内熱交換器３１ａ，３１ｂに供給される。

そして、その超臨界冷媒は、室内熱交換器３１ａ，３１ｂにおいて室内空気を加熱するとともに冷却される。冷却された超臨界冷媒は、室内電動膨張弁３３ａ，３３ｂに送られる。室内電動膨張弁３３ａ，３３ｂに送られた超臨界冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器１６を経由して室外電動膨張弁１５に送られる。室外電動膨張弁１５に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に室外熱交換器１３に送られて、室外熱交換器１３において蒸発されてガス冷媒となる。そして、このガス冷媒は、四路切換弁１２を経由して、再び、圧縮機１１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。なお、上記制御は、この暖房運転時に実行される。

＜空気調和装置の特徴＞
（１）
本実施の形態に係る空気調和装置１では、第１室内制御装置３４ａにおいて暖房運転時に第１目標冷媒温度算出部３８ａが、設定温度Ｔｓから吸込温度Ｔａを差し引いて第１差温ｅ１を算出し、その第１差温ｅ１を予め用意されている所定の関数に代入して第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを算出する。そして、第１膨張弁制御部３９ａが、第２差温ｅ２に基づいて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定し制御する。このため、この空気調和装置１では、暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標温度Ｔ_gcsが設定される。したがって、この空気調和装置１では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

（２）
本実施の形態に係る空気調和装置１では、第１膨張弁制御部３９ａが高圧圧力ＨＰの情報（高圧圧力センサ２１から得られる）により第１室内電動膨張弁３３ａの開度制御に対するゲインを変更する。このため、この空気調和装置１では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置１では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態に係る空気調和装置１では、第１目標冷媒温度算出部３８ａが目標温度Ｔ_gcsを導出するのに第１差温ｅ１が利用されたが、第１目標冷媒温度算出部３８ａが目標温度Ｔ_gcsを導出するのに設定温度Ｔｓや吸込温度Ｔａ等が単独で利用されてもよいし吸込温度Ｔａの時間微分値や、高圧圧力ＨＰ、吐出温度等が利用されてもよい。

（Ｂ）
先の実施の形態に係る空気調和装置１では、第１目標冷媒温度算出部３８ａが、設定温度Ｔｓから吸込温度Ｔａを差し引いて第１差温ｅ１を算出し、その第１差温ｅ１を予め用意されている所定の関数に代入して第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを算出した。しかし、第１目標冷媒温度算出部３８ａが、第１差温ｅ１を、予め用意されている制御テーブルに照らし合わせて第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを導出するようにしてもよい。

（Ｃ）
先の実施の形態に係る空気調和装置１では、第１膨張弁制御部３９ａが、定期的に得られる第２差温ｅ２と高圧圧力ＨＰとをその制御テーブルに照らし合わせて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定した。しかし、第１膨張弁制御部３９ａが定期的に得られる第２差温ｅ２と高圧圧力ＨＰとを予め用意されている所定の関数に代入して第１室内電動膨張弁３３ａの開度を算出するようにしてもよい。

（Ｄ）
先の実施の形態では特に言及していなかったが、膨張弁開度（パルス数）と実開口面積との間には非線形性がある。このため、第１膨張弁制御部３９ａが、第２差温ｅ２と高圧圧力ＨＰとを制御テーブルに照らし合わせて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定する際にこのような事実も加味することが好ましい。

（Ｅ）
先の実施の形態では特に言及していなかったが、目標温度Ｔ_gcsの算出が行われるときに高圧圧力ＨＰの情報のみならず実温度Ｔ_gcの値によって目標温度Ｔ_gcsの変化幅のゲインを変更してもよい。かかる場合、第１差温ｅ１等をＦＢ制御ループ（制御方法はＰＩＤ制御でもモデルベース制御でもかまわない）に組み込んで目標冷媒温度を算出するようにしてもかまわない。

（Ｆ）
先の実施の形態係る空気調和装置１では、第１目標冷媒温度算出部３８ａが設定温度Ｔｓから吸込温度Ｔａを差し引いて第１差温ｅ１を算出し、その第１差温ｅ１を予め用意されている所定の関数に代入して第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを算出した。しかし、第１目標冷媒温度算出部３８ａが設定温度Ｔｓから吸込温度Ｔａを差し引いて第１差温ｅ１を算出し、その第１差温ｅ１と第１差温ｅ１の時間微分とを図４に示されるような制御テーブルに照らし合わせて第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを導出してもよい。かかる場合、第１膨張弁制御部３９ａは、第２差温ｅ２に基づいて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定し制御すればよく、第２差温ｅ２と高圧圧力ＨＰとをその制御テーブルに照らし合わせて第１室内電動膨張弁３３ａの開度を決定する必要はない。

（Ｇ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、本発明を冷暖フリータイプのマルチ式空気調和装置に適用してもよい。

（Ｈ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、本発明をペアタイプの空気調和装置に適用してもよい。

（Ｉ）
先の実施の形態に係る空気調和装置１では、第１目標冷媒温度算出部３８ａが、設定温度Ｔｓから吸込温度Ｔａを差し引いて第１差温ｅ１を算出し、その第１差温ｅ１を予め用意されている所定の関数に代入して第１室内熱交換器３１ａの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度Ｔ_gcsを算出した。しかし、第１目標冷媒温度算出部３８ａが、第１差温ｅ１をＦＢ制御ループ（制御方法はＰＩＤ制御でもモデルベース制御でもかまわない）に組み込んで目標冷媒温度を算出するようにしてもかまわない。また、かかる例において、設定温度Ｔｓがユーザ入力などによって急変された場合に、ＦＢ制御に加えてＦＦ（フィードフォワード）制御が実行されたり、プリセット値が採用されたりするのが好ましい。

（Ｊ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、第１室内電動膨張弁３３ａの開度制御に対するゲインが変更される際、ＦＢ制御や、ＦＦ制御、ＦＢ制御とＦＦ制御とを組み合わせた制御、ＰＩＤ制御、モデルベース制御などを利用してゲインが変更されるようにしてもかまわない。

本発明に係る空気調和装置は、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができるという特徴を有し、特に二酸化炭素などを冷媒として採用した空気調和装置に有益である。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置において室内制御装置が実行する制御のブロック線図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置において室内制御装置が実行する制御に利用される制御テーブルのイメージ図である。変形例（Ｆ）に係る空気調和装置において室内制御装置が実行する制御に利用される制御テーブルのイメージ図である。

符号の説明

１空気調和装置
１１圧縮機（圧縮機構）
１３室外熱交換器
３１ａ，３１ｂ室内熱交換器
３２ａ，３２ｂ室内ファン（送風部）
３３ａ，３３ｂ室内電動膨張弁（膨張機構）
３５ａ，３５ｂ第１吸込温度センサ（第２温度検知部）
３６ａ，３６ｂ第１室内熱交換器低温側温度センサ（第１温度検知部）
３８ａ放熱器出口温度目標値算出部（目標冷媒温度算出部）
３９ａ膨張弁制御部（制御部）

Claims

冷媒として超臨界冷媒が充填される空気調和装置であって、
前記冷媒を圧縮するための圧縮機構（１１）と、
前記圧縮機構の冷媒吸入側に接続される放熱器（３１ａ，３１ｂ）と、
前記放熱器の出口側に接続される膨張機構（３３ａ，３３ｂ）と、
前記膨張機構の冷媒流出側に接続されると共に前記圧縮機構の冷媒吸入側に接続される蒸発器（１３）と、
前記放熱器の出口側と前記膨張機構の冷媒流入側との間に設けられる第１温度検知部（３６ａ，３６ｂ）と、
前記放熱器が配置される空間の空気に対して設定される温度である設定温度を少なくとも利用して前記放熱器の出口側と前記膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を導出する目標冷媒温度導出部（３８ａ）と、
前記第１温度検知部によって検知される温度が前記目標冷媒温度と一致するように前記膨張機構を制御する制御部（３９ａ）と、
を備える、空気調和装置（１）。
前記放熱器は、複数設けられ、
前記膨張機構は、前記放熱器それぞれに対して複数設けられ、
前記温度検知部は、前記放熱器それぞれに対して複数設けられる、
請求項１に記載の空気調和装置。
前記目標冷媒温度導出部は、前記設定温度、前記放熱器に空気を送風する送風部（３２ａ，３２ｂ）の近傍に配置される第２温度検知部（３５ａ，３５ｂ）によって検出される温度、前記圧縮機構の冷媒吐出側から前記膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力、前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度、前記放熱器に流入する冷媒の圧力、および前記放熱器に流入する冷媒の温度のうち少なくとも前記設定温度を利用して前記目標冷媒温度を導出する、
請求項１または２に記載の空気調和装置。
前記圧縮機構の冷媒吐出側から前記膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに前記第１温度検知部によって検知される温度に応じて前記膨張機構の制御に対するゲインを変更する第１ゲイン変更部をさらに備える、
請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置。
前記圧縮機構の冷媒吐出側から前記膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに前記第１温度検知部によって検知される温度に応じて前記目標冷媒温度導出部による前記目標冷媒温度の導出に対するゲインを変更する第２ゲイン変更部をさらに備える、
請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置。