JP2011007482A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、暖房運転時に室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように膨張弁の開度を制御する空気調和装置において、暖房能力の制御幅を拡大することにある。
【解決手段】空気調和装置（１）は、圧縮機（３１）と室内熱交換器（３３）と室内膨張弁（ＥＶ１）と室外熱交換器（２１）とが順次接続されることによって構成される冷媒回路（１０）を有しており、暖房運転時に、圧縮機（３１）の運転容量が、圧縮機（３１）の運転容量の最大値付近である目標過冷却度変更開始容量まで増加した場合には、目標過冷却度を大きくする。
【選択図】図５

Description

本発明は、空気調和装置に関する。特に、本発明は、暖房運転時に室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように膨張弁の開度を制御する空気調和装置に関する。

従来より、特許文献１（特開２００５−１８８７９０号公報）に示されるような、空気調和装置がある。この空気調和装置は、主として、圧縮機と四路切換弁と室外熱交換器と膨張弁と室外熱交換器とが接続されることによって構成される冷媒回路を有している。そして、この空気調和装置は、圧縮機、四路切換弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、四路切換弁の順に冷媒が循環する暖房運転時に、室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように、膨張弁の開度を制御している（以下、この制御を「膨張弁による過冷却度制御」とする）。ここで、目標過冷却度は、ある一定の値に予め設定されている。

上記従来の空気調和装置においては、室内側の熱負荷等に応じて、暖房運転時に要求される暖房能力が変化する。このような要求される暖房能力の変化に対しては、例えば、運転容量を可変することが可能な圧縮機を採用し、圧縮機の運転容量を変更する制御（以下、「圧縮機の運転容量制御」とする）を行なうこと等が考えられる。

しかし、目標過冷却度をある一定の値に予め設定した上で膨張弁による過冷却度制御を行いつつ圧縮機の運転容量制御を行うだけでは、以下のような問題が生じるおそれがある。すなわち、圧縮機の運転容量が最大付近になってしまうと、それ以上に暖房能力を増加させることが困難になり、要求される暖房能力まで暖房能力を増加させることができなくなるという問題が生じるおそれがある。また、圧縮機の運転容量が最小付近になってしまうと、それ以下に暖房能力を減少させることが困難になり、要求される暖房能力まで暖房能力を減少させることができなくなるという問題が生じるおそれがある。

このように、目標過冷却度をある一定の値に予め設定した上で膨張弁による過冷却度制御を行いつつ圧縮機の運転容量制御を行うだけでは、圧縮機の運転容量の可変範囲までしか暖房能力の制御幅が得られず、要求される暖房能力を得ることができない場合がある。このため、暖房能力の制御幅を拡大することが望まれている。

本発明の課題は、暖房運転時に室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように膨張弁の開度を制御する空気調和装置において、暖房能力の制御幅を拡大することにある。

第１の観点にかかる空気調和装置は、運転容量を可変することが可能な圧縮機と室内熱交換器と第１膨張弁と室外熱交換器とが順次接続されることによって構成される冷媒回路を備えた空気調和装置において、圧縮機、室内熱交換器、第１膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒が循環する暖房運転時に、室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように、第１膨張弁の開度を制御し（以下、この制御を「第１膨張弁による過冷却度制御」とする）、暖房運転時に、圧縮機の運転容量が、圧縮機の運転容量の最大値付近である目標過冷却度変更開始容量まで増加した場合には、目標過冷却度を大きくする。

この空気調和装置では、圧縮機の運転容量が最大値付近である目標過冷却度変更開始容量まで増加している場合において、第１膨張弁による過冷却度制御における目標過冷却度を大きくすることによって、室内熱交換器における冷媒量を増加させて冷媒回路の高圧を上昇させることができる。すなわち、この空気調和装置では、圧縮機の運転容量を変更する制御（以下、「圧縮機の運転容量制御」とする）だけでは、圧縮機の運転容量が最大値付近になってしまい、要求される暖房能力まで暖房能力を増加させることができなくなっている状況において、室内熱交換器における冷媒量を増加させて冷媒回路の高圧を上昇させることができ、その結果、暖房能力を増加させることができる。ここで、冷媒回路の高圧とは、圧縮機の吐出側から室内熱交換器を経由して第１膨張弁に流入するまでの間を流れる高圧の冷媒を代表する圧力又はこの圧力に等価な状態量である凝縮温度等を意味する。また、圧縮機は、暖房運転時に要求される暖房能力に応じて、運転容量を変更する制御（以下、「圧縮機の運転容量制御」とする）が行われる。

これにより、この空気調和装置では、第１膨張弁による過冷却度制御における目標過冷却度を変更する制御によって、要求される暖房能力が得られやすくなり、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

第２の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、圧縮機の運転容量が、暖房運転における冷媒回路の高圧が目標高圧に近づくように変更される。

この空気調和装置では、冷媒回路の高圧が目標高圧に近づくように圧縮機の運転容量を変更することによって、暖房能力を増減させている。このため、この空気調和装置では、暖房能力に相当する冷媒回路の高圧と要求される暖房能力に相当する目標高圧とのずれを、上記の目標過冷却度を変更する制御で補うことによって、暖房能力の制御幅を拡大していることになる。

これにより、この空気調和装置では、冷媒回路の高圧が目標高圧に近づくように圧縮機の運転容量制御を行う構成において、上記の目標過冷却度を変更する制御によって、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

第３の観点にかかる空気調和装置は、第２の観点にかかる空気調和装置において、目標過冷却度が、目標高圧に相当する目標凝縮温度から室内温度を差し引いた温度値である目標過冷却度最大値を超えない値に設定される。

この空気調和装置では、目標過冷却度を変更するのに際して、目標過冷却度が現実的でない値に設定されるのを防ぐことができる。

第４の観点にかかる空気調和装置は、第２又は第３の観点にかかる空気調和装置において、目標過冷却度が、圧縮機、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器の順に冷媒が循環するデフロスト運転後の暖房運転再開後に変更される。

この空気調和装置では、デフロスト運転後の暖房運転再開後においても、上記の目標過冷却度を変更する制御が行われる。

第５の観点にかかる空気調和装置は、第２〜第４の観点にかかる空気調和装置において、目標過冷却度が、圧縮機の運転開始、又は、圧縮機、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器の順に冷媒が循環するデフロスト運転後の暖房運転再開から目標過冷却度を大きくする変更を許可する目標過冷却度変更開始時間が経過するまで変更されない。

圧縮機の運転開始直後やデフロスト運転後の暖房運転再開直後は、冷媒回路内の冷媒の循環状態が安定していない。このため、この空気調和装置において、圧縮機の運転開始直後やデフロスト運転後の暖房運転再開直後から、上記の圧縮機の運転容量制御による暖房能力の増減と目標過冷却度の変更とを同時に行うと、冷媒回路の高圧が急激に上昇し過ぎる等の問題が生じるおそれがある。

そこで、この空気調和装置では、圧縮機の運転開始、又は、デフロスト運転後の暖房運転再開から目標過冷却度変更開始時間が経過するまで、目標過冷却度を変更しないようにしている。

これにより、この空気調和装置では、冷媒回路内の冷媒の循環状態が安定しないままで、冷媒回路の高圧が急激に上昇し過ぎる等の問題が生じるのを避けることができる。

第６の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第５の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、第１膨張弁と室外熱交換器との間には、第２膨張弁が接続されており、暖房運転時に、室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度が目標過熱度になるように、第２膨張弁の開度を制御する。

この空気調和装置では、上記の目標過冷却度を変更する制御によって、暖房運転時に、室内熱交換器における冷媒量が変動するため、室外熱交換器における冷媒量が変動しやすく、室外熱交換器の出口における冷媒の状態が安定しにくくなっている。

しかし、この空気調和装置では、室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度が目標過熱度になるように第２膨張弁の開度を制御しているため、室外熱交換器の出口における冷媒の状態を安定させることができる。

これにより、この空気調和装置では、上記の目標過冷却度を変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器における冷媒量の変動が生じたとしても、圧縮機の吸入側における冷媒が湿り状態やガス欠状態になるのを抑えることができる。

第７の観点にかかる空気調和装置は、第６の観点にかかる空気調和装置において、第１膨張弁と第２膨張弁との間には、冷媒を溜めることが可能なレシーバが接続されている。

この空気調和装置では、上記の目標過冷却度を変更する制御によって、暖房運転時に、室内熱交換器における冷媒量が変動するため、その変動幅が大きい場合には、室外熱交換器における冷媒量が大幅に変動することになる。このため、この空気調和装置では、室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度を目標過熱度に制御しにくくなるおそれがある。

しかし、この空気調和装置では、レシーバを設けているため、暖房運転時に室内熱交換器における冷媒量の変動をレシーバで吸収して、室外熱交換器における冷媒量の変動を抑えることができる。

これにより、この空気調和装置では、上記の目標過冷却度を変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器における冷媒量の変動が生じたとしても、室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度を目標過熱度に制御しにくくなるのを避けることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の観点にかかる空気調和装置では、第１膨張弁による過冷却度制御における目標過冷却度を変更する制御によって、要求される暖房能力が得られやすくなり、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

第２の観点にかかる空気調和装置では、冷媒回路の高圧が目標高圧に近づくように圧縮機の運転容量制御を行う構成において、目標過冷却度を変更する制御によって、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

第３の観点にかかる空気調和装置では、目標過冷却度を変更するのに際して、目標過冷却度が現実的でない値に設定されるのを防ぐことができる。

第４の観点にかかる空気調和装置では、デフロスト運転後の暖房運転再開後においても、上記の目標過冷却度を変更する制御が行われる。

第５の観点にかかる空気調和装置では、冷媒回路内の冷媒の循環状態が安定しないままで、冷媒回路の高圧が急激に上昇し過ぎる等の問題が生じるのを避けることができる。

第６の観点にかかる空気調和装置では、目標過冷却度を変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器における冷媒量の変動が生じたとしても、圧縮機の吸入側における冷媒が湿り状態やガス欠状態になるのを抑えることができる。

第７の観点にかかる空気調和装置では、目標過冷却度を変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器における冷媒量の変動が生じたとしても、室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度を目標過熱度に制御しにくくなるのを避けることができる。

本発明の一実施形態及びその変形例にかかる空気調和装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態及びその変形例にかかる空気調和装置の制御ブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の室内膨張弁の制御を主に示すフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の目標過冷却度及び圧縮機の運転容量の経時変化を示すグラフである。 本発明の変形例にかかる空気調和装置の室内膨張弁の制御を主に示すフローチャートである。 本発明の変形例にかかる空気調和装置の目標過冷却度及び圧縮機の運転容量の経時変化を示すグラフである。 本発明の他の実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。

以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、室内の冷房や暖房に使用される装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、室外ユニット２と室内ユニット３とを接続する液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６とを有している。すなわち、本実施形態の空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と室内ユニット３と冷媒連絡管５、６とが接続されることによって構成されている。

＜室内ユニット＞
室内ユニット３は、室内に設置されている。室内ユニット３は、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

次に、室内ユニット３の構成について説明する。室内ユニット３は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ａを有している。この室内側冷媒回路１０ａは、主として、圧縮機３１と、切換機構３２と、第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１と、室内熱交換器３３と、アキュムレータ３４とを有している。

圧縮機３１は、圧縮機用モータ３１ａによって駆動される容積式圧縮機である。圧縮機用モータ３１ａは、インバータ回路（図示せず）を介して電力の供給を受けて駆動されるようになっており、運転周波数ｆを変更することで、圧縮機３１の運転容量Ｇ（圧縮機３１から吐出される冷媒の流量）を可変することが可能になっている。

切換機構３２は、室内熱交換器３３を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転状態と室内熱交換器３３を冷媒の凝縮器として機能させる暖房運転状態とを切り換え可能な四路切換弁である。ここで、図１の切換機構３２における実線が冷房運転状態を示し、図１の切換機構３２における破線が暖房運転状態を示す。切換機構３２は、圧縮機３１の吐出側、圧縮機３１の吸入側、ガス冷媒連絡管６、及び、室内熱交換器３３のガス側に接続されている。尚、切換機構３２は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上記と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。

室内熱交換器３３は、冷房運転時に冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時に冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器３３のガス側は、切換機構３２に接続されており、室内熱交換器３３の液側は、室内膨張弁ＥＶ１に接続されている。

室内膨張弁ＥＶ１は、冷房運転時に室内熱交換器３３に流入する冷媒を減圧し、暖房運転時に室内熱交換器３３から流出する冷媒を減圧する電動膨張弁である。室内膨張弁ＥＶ１は、室内熱交換器３３の液側と液冷媒連絡管５との間に接続されている。

アキュムレータ３４は、冷媒回路１０内を循環する冷媒を圧縮機３１に吸入される前に一時的に溜めるための容器である。アキュムレータ３４は、切換機構３２と圧縮機３１の吸入側との間に接続されている。

また、室内ユニット３は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器３３において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン３５を有している。室内ファン３５は、本実施形態において、室内ファン用モータ３５ａによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。

また、室内ユニット３には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内ユニット３には、吸入圧力センサ３７と、吐出圧力センサ３８と、吸入温度センサ３９と、吐出温度センサ４０と、室内熱交温度センサ４１と、室内温度センサ４２とが設けられている。吸入圧力センサ３７は、圧縮機３１の吸入圧力Ｐｓを検出する圧力センサである。吐出圧力センサ３８は、圧縮機３１の吐出圧力Ｐｄを検出する圧力センサである。吸入温度センサ３９は、圧縮機３１の吸入温度Ｔｓを検出する温度センサである。吐出温度センサ４０は、圧縮機３１の吐出温度Ｔｄを検出する温度センサである。室内熱交温度センサ４１は、室内熱交換器３３が冷媒の凝縮器として機能する際の出口における冷媒の温度Ｔｏを検出する温度センサである。室内温度センサ４２は、室内ユニット３内に吸入される室内空気の温度Ｔｒを検出する温度センサである。

さらに、室内ユニット３は、室内ユニット３を構成する各部の動作を制御する室内側制御部３６を有している。そして、室内側制御部３６は、室内ユニット３の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機用モータ３１ａを制御するインバータ回路等を有している。室内側制御部３６は、室外ユニット２との間で伝送線７ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されている。室外ユニット２は、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して室内ユニット３に接続されており、室内ユニット３との間で冷媒回路１０を構成している。

次に、室外ユニット２の構成について説明する。室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｂを有している。この室外側冷媒回路１０ｂは、主として、室外熱交換器２１と、第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２と、レシーバ２３とを有している。

室外熱交換器２１は、冷房運転時に冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時に冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２１のガス側は、ガス冷媒連絡管６に接続されており、室外熱交換器２１の液側は、室外膨張弁ＥＶ２に接続されている。

室外膨張弁ＥＶ２は、冷房運転時に室外熱交換器２１から流出する冷媒を減圧し、暖房運転時に室外熱交換器２１に流入する冷媒を減圧する電動膨張弁である。室外膨張弁ＥＶ２は、室外熱交換器２１の液側とレシーバ２３との間に接続されている。

レシーバ２３は、室内膨張弁ＥＶ１と室外膨張弁ＥＶ２との間を流れる冷媒を溜めることが可能な容器であり、冷媒回路１０における冷媒量分布の変動を吸収することが可能である。レシーバ２３は、室外膨張弁ＥＶ２と液冷媒連絡管５との間に接続されている。

また、室外ユニット２は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２１において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための室外ファン２４を有している。室外ファン２４は、本実施形態において、室外ファン用モータ２４ａによって駆動されるプロペラファン等である。

さらに、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部２５を有している。そして、室外側制御部２５は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット３の室内側制御部３６との間で伝送線７ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部３６と室外側制御部２５との間を接続する伝送線７ａとによって、空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部７が構成されている。

制御部７は、図２に示すように、各種センサ３７〜４２の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２４ａ、３１ａ、３２、３５ａ、ＥＶ１、ＥＶ２を制御することができるように接続されている。ここで、図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。

＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管５、６は、空気調和装置１をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニット２と室内ユニット３との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。

以上のように、圧縮機３１、室内熱交換器３２及び室内膨張弁ＥＶ１等を有する室内側冷媒回路１０ａと、室外熱交換器２１等を有する室外側冷媒回路１０ｂとが接続されることによって、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。そして、空気調和装置１は、室内側制御部３６と室外側制御部２５とから構成される制御部７によって、室外ユニット２及び室内ユニット３の各機器の制御を行うことができるようになっている。

（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の冷房運転、暖房運転、及び、デフロスト運転の基本動作について、図１を用いて説明する。

＜冷房運転＞
冷房運転を行う場合には、切換機構３２が冷房運転状態（図１の切換機構３２の実線で示された状態）に切り換えられる。より具体的には、切換機構３２は、圧縮機３１の吐出側が切換機構３２を経由してガス冷媒連絡管６に接続され、圧縮機３１の吸入側がアキュムレータ３４及び切換機構３２を経由して室内熱交換器３３のガス側に接続された状態に切り換えられる。

このような状態の冷媒回路１０において、圧縮機３１、室外ファン２４及び室内ファン３５を起動すると、冷媒回路１０内の低圧のガス冷媒は、室内ユニット３の圧縮機３１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、切換機構３２及びガス冷媒連絡管６を経由して室内ユニット３から室外ユニット２に送られる。室外ユニット２に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器としての室外熱交換器２１に送られる。この高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２１において、室外ファン２４によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２に送られ、室外膨張弁ＥＶ２において減圧される。室外膨張弁ＥＶ２において減圧された冷媒は、レシーバ２３において一時的に溜められた後に、液冷媒連絡管５を経由して室外ユニット２から室内ユニット３に送られる。室内ユニット３に送られた冷媒は、第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器としての室内熱交換器３３に送られ、室内熱交換器３３において、室内ファン３５によって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この際、室内空気は、室内熱交換器３３における冷媒との熱交換によって冷却されて室内に供給される。そして、室内熱交換器３３において蒸発した低圧のガス冷媒は、切換機構３２を経由してアキュムレータ３４に送られ、再び、圧縮機３１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

＜暖房運転＞
暖房運転を行う場合には、切換機構３２が暖房運転状態（図１の切換機構３２の破線で示された状態）に切り換えられる。より具体的には、切換機構３２は、圧縮機３１の吐出側が切換機構３２を経由して室内熱交換器３３のガス側に接続され、圧縮機３１の吸入側がアキュムレータ３４及び切換機構３２を経由してガス冷媒連絡管６に接続された状態に切り換えられる。

このような状態の冷媒回路１０において、圧縮機３１、室外ファン２４及び室内ファン３５を起動すると、冷媒回路１０内の低圧のガス冷媒は、室内ユニット３の圧縮機３１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、切換機構３２を経由して冷媒の凝縮器としての室内熱交換器３３に送られる。この高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３３において、室内ファン３５によって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この際、室内空気は、室内熱交換器３３における冷媒との熱交換によって加熱されて室内に供給される。そして、室内熱交換器３３において凝縮した高圧の液冷媒は、第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１に送られ、室内膨張弁ＥＶ１において減圧される。室内膨張弁ＥＶ１において減圧された冷媒は、液冷媒連絡管５を経由して室内ユニット３から室外ユニット２に送られる。室外ユニット２に送られた冷媒は、レシーバ２３において一時的に溜められた後に、第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器としての室外熱交換器２１に送られ、室外熱交換器２１において、室外ファン２４によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管６を経由して室外ユニット２から室内ユニット３に送られる。室内ユニット３に送られた低圧のガス冷媒は、切換機構３２を経由してアキュムレータ３４に送られ、再び、圧縮機３１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。

そして、このような暖房運転において、空気調和装置１では、室内熱交換器３３の出口における冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣｓになるように、室内膨張弁ＥＶ１の開度を制御している（以下、この制御を「室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御」とする）。ここで、室内熱交換器３３の出口における冷媒の過冷却度ＳＣは、吐出圧力センサ３８によって検出される吐出圧力Ｐｄと室内熱交温度センサ４１によって検出される室内熱交換器３３の出口における冷媒の温度Ｔｏから算出される。より具体的には、まず、吐出圧力センサ３８によって検出される吐出圧力Ｐｄを冷媒の飽和温度に換算して、冷媒回路１０の高圧Ｐｃに相当する凝縮温度Ｔｃを得る。ここで、高圧Ｐｃとは、暖房運転時において、圧縮機３１の吐出側から室内熱交換器３３を経由して室内膨張弁ＥＶ１に流入するまでの間を流れる高圧の冷媒を代表する圧力又はこの圧力に等価な状態量である凝縮温度Ｔｃを意味する。そして、室内熱交温度センサ４１によって検出される室内熱交換器３３の出口における冷媒の温度Ｔｏから凝縮温度Ｔｃを差し引くことによって過冷却度ＳＣを得る。

また、空気調和装置１では、室内側の熱負荷等に応じて空気調和装置１に要求される暖房能力が変化するため、このような暖房運転時に要求される暖房能力の変化に対応できるようにする必要がある。そこで、空気調和装置１では、冷媒回路１０の高圧Ｐｃに相当する凝縮温度Ｔｃが目標高圧に相当する目標凝縮温度Ｔｃｓに近づくように、圧縮機３１の運転容量Ｇを変更する制御を行っている（以下、この制御を「圧縮機３１の運転容量制御」とする）。この圧縮機３１の運転容量制御は、凝縮温度Ｔｃが目標凝縮温度Ｔｃｓに近い状態で暖房運転が行われている場合には、空気調和装置１は、要求される暖房能力を概ね満たす状態になっているとみなすことができるという特性を利用した制御である。っここで、圧縮機３１の運転容量Ｇの制御は、圧縮機用モータ３１ａの運転周波数ｆを変更することによって行われる。また、圧縮機３１の運転容量Ｇは、運転周波数ｆ等から算出される。

＜デフロスト運転＞
デフロスト運転を行う場合には、切換機構３２が暖房運転状態（図１の切換機構３２の破線で示された状態）から冷房運転状態（図１の切換機構３２の実線で示された状態）に切り換えられる。

このような状態の冷媒回路１０において、冷媒回路１０内の低圧のガス冷媒は、室内ユニット３の圧縮機３１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、切換機構３２及びガス冷媒連絡管６を経由して室内ユニット３から室外ユニット２に送られる。室外ユニット２に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器としての室外熱交換器２１に送られる。この高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２１において、室外熱交換器２１に付着した氷や霜と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２に送られ、室外膨張弁ＥＶ２において減圧される。室外膨張弁ＥＶ２において減圧された冷媒は、レシーバ２３において一時的に溜められた後に、液冷媒連絡管５を経由して室外ユニット２から室内ユニット３に送られる。室内ユニット３に送られた冷媒は、第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器としての室内熱交換器３３に送られ、室内熱交換器３３において、室内ファン３５によって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この際、室内空気は、室内熱交換器３３における冷媒との熱交換によって冷却されて室内に供給される。そして、室内熱交換器３３において蒸発した低圧のガス冷媒は、切換機構３２を経由してアキュムレータ３４に送られ、再び、圧縮機３１に吸入される。このようにして、暖房運転時に室外熱交換器２１に付着した氷や霜を融解させることによって室外熱交換器２１から除去するデフロスト運転が行われる。

＜暖房運転時の暖房能力制御の問題点＞
しかし、空気調和装置１の暖房運転において、尚、目標過冷却度ＳＣｓをある一定の値に予め設定した上で室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御を行う場合には、圧縮機３１の運転容量制御を行ったとしても、以下のような問題が生じるおそれがある。すなわち、圧縮機３１の運転容量制御によって圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近になっても凝縮温度Ｔｃが目標凝縮温度Ｔｃｓまで上昇していない場合には、要求される暖房能力に対して暖房能力が不足することになる。逆に、圧縮機３１の運転容量制御によって圧縮機３１の運転容量Ｇが最小値Ｇｍ付近になっても凝縮温度Ｔｃが目標凝縮温度Ｔｃｓまで低下していない場合には、要求される暖房能力に対して暖房能力が過剰になる。そして、このような場合には、要求される暖房能力まで暖房能力を増加させたり、要求される暖房能力まで暖房能力を減少させることができなくなるという問題が生じるおそれがある。

このように、目標過冷却度ＳＣｓをある一定の値に予め設定した上で室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御を行いつつ圧縮機３１の運転容量制御を行うだけでは、圧縮機３１の運転容量Ｇの可変範囲までしか暖房能力の制御幅が得られず、要求される暖房能力を得ることができない場合がある。

そこで、空気調和装置１では、このような問題を解決するために、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御において、暖房能力を増加させる場合には目標過冷却度ＳＣｓを大きくし、暖房能力を減少させる場合には目標過冷却度ＳＣｓを小さくするようにしている。

（３）室内膨張弁、圧縮機及び室外膨張弁の制御
次に、空気調和装置１の暖房運転時における第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１及び第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２の制御について、図１〜図４を用いて説明する。ここで、図３は、本実施形態にかかる空気調和装置１の室内膨張弁ＥＶ１の制御を主に示すフローチャートである。また、図４は、本実施形態にかかる空気調和装置１の目標過冷却度ＳＣｓ及び圧縮機３１の運転容量Ｇの経時変化を示すグラフである。

＜室内膨張弁の動作＞
まず、図３に示すように、ステップＳ１において、圧縮機３１の運転が開始されたか、又は、デフロスト運転後の運転再開であるかどうかを判定する。そして、圧縮機３１の運転が開始される、又は、デフロスト運転後の運転が再開されると、圧縮機３１による運転容量制御も開始されて、ステップＳ２に移行する。ここで、「圧縮機３１の運転開始」とは、空気調和装置１の運転が停止している状態から運転が開始される場合だけでなく、室内温度Ｔｒが所定の目標温度に達して圧縮機３１の運転が一時的に停止された状態（いわゆるサーモオフ状態）も含んでいる。

これにより、図４に示すように、圧縮機３１の運転容量Ｇが最小値Ｇｍから徐々に増加し、凝縮温度Ｔｃも目標凝縮温度Ｔｃｓに近づく方向に変化する。尚、ここでは、圧縮機３１の運転が開始される場合を例にして説明するが、デフロスト運転後の運転が再開される場合においても、圧縮機３１の運転が開始される場合と同様である。

次に、ステップＳ２において、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御が、目標過冷却度ＳＣｓが初期値Ａ１で設定された状態で開始されて、ステップＳ３に移行する。

次に、ステップＳ３において、圧縮機３１の運転開始から圧縮機３１の運転容量Ｇが目標過冷却度変更開始容量Ｇ１まで増加したか、又は、圧縮機３１の運転開始から目標過冷却度変更開始時間ｔ１が経過したかどうかを判定する。そして、この条件を満たすと（運転容量Ｇが目標過冷却度変更開始容量Ｇ１まで増加した場合を図４に示す）、ステップＳ４に移行する。ここで、目標過冷却度変更開始容量Ｇ１は、圧縮機３１の運転容量Ｇの可変範囲の３０％〜７０％程度の値に設定され、目標過冷却度変更開始時間ｔ１は、５分〜１５分程度の値に設定される。

これにより、冷媒回路１０内の冷媒の循環状態が安定するまで、目標過冷却度ＳＣｓを初期値Ａ１に設定した上で室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御を行うとともに圧縮機３１の運転容量制御が行われる。

次に、ステップＳ４において、目標過冷却度ＳＣｓを初期値Ａ１に補正値Ｂを加算することによって変更する。ここで、補正値Ｂは、圧縮機３１の運転容量Ｇが増加するにつれて大きくなるように設定されている。より具体的には、補正値Ｂは、運転容量Ｇが増加するにつれて大きくなるような圧縮機３１の運転容量Ｇの一次関数として設定されている。尚、目標過冷却度ＳＣｓは、目標凝縮温度Ｔｃｓから室内温度Ｔｒを差し引いた温度値（この値を「目標過冷却度最大値ＳＣｘ」とする）以上にすることができない。このため、ステップＳ４において演算された目標過冷却度ＳＣｓがＳＣｘ−α（ここで、αは定数）以上になる場合には、目標過冷却度ＳＣｓを算出された補正値Ｂを加算した値ではなく、ＳＣｘ−αに変更し、目標過冷却度ＳＣｓが現実的でない値に設定されるのを防ぐようにしている。そして、目標過冷却度ＳＣｓが変更されると、ステップＳ５に移行する。

次に、ステップＳ５において、圧縮機３１の運転容量Ｇの変化が生じたか、又は、目標過冷却度ＳＣｓの変更から再変更時間ｔ２が経過したかどうかを判定する。そして、この条件を満たすと（運転容量Ｇの変化が生じた場合を図４に示す）、ステップＳ４に戻り、目標過冷却度ＳＣｓの変更を繰り返す。ここで、再変更時間ｔ２は、数秒から数分程度の値に設定される。

これにより、図４に示すように、目標過冷却度ＳＣｓは、暖房運転時における暖房能力を増加させる場合（すなわち、圧縮機３１の運転容量制御が暖房能力を増加させる方向に行われている場合）には大きくなるように変更される。また、暖房能力を減少させる場合（すなわち、圧縮機３１の運転容量制御が暖房能力を減少させる方向に行われている場合）には小さくなるように変更される。このため、空気調和装置１では、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓが大きくなることで、室内熱交換器３３における冷媒量が増加して、冷媒回路１０の高圧（すなわち、凝縮温度Ｔｃ）が上昇する。すなわち、この空気調和装置１では、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓを大きくすることで、暖房能力（すなわち、凝縮温度Ｔｃ）を増加させることができる。その結果、空気調和装置１では、圧縮機３１の運転容量制御を行うだけでは、要求される暖房能力（すなわち、目標凝縮温度Ｔｃｓ）まで暖房能力を増加させることができないような場合であっても、要求される暖房能力まで増加させやすくなり、暖房能力を増加させる方向の制御幅を拡大することができる。また、空気調和装置１では、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓが小さくなることで、室内熱交換器３３における冷媒量が減少して、冷媒回路１０の高圧が低下する。すなわち、この空気調和装置１では、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓを小さくすることで、暖房能力を減少させることができる。その結果、空気調和装置１では、圧縮機３１の運転容量制御を行うだけでは、要求される暖房能力まで暖房能力を減少させることができないような場合であっても、要求される暖房能力まで減少させやすくなり、暖房能力を減少させる方向の制御幅を拡大することができる。

しかも、目標過冷却度ＳＣｓを大きくする方向は、圧縮機３１の運転容量制御が暖房能力を増加させる方向に動作している場合と同じであるため、圧縮機３１の運転容量制御による暖房能力の増加と目標過冷却度ＳＣｓの変更による暖房能力の増加とが同時に行われる。したがって、空気調和装置１では、要求される暖房能力まで速やかに暖房能力を増加させることができる。また、目標過冷却度ＳＣｓを小さくする方向は、圧縮機３１の運転容量制御が暖房能力を減少させる方向させる方向に動作している場合と同じであるため、圧縮機３１の運転容量制御による暖房能力の減少と目標過冷却度ＳＣｓの変更による暖房能力の減少とが同時に行われる。したがって、空気調和装置１では、要求される暖房能力まで速やかに暖房能力を減少させることができる。

＜室外膨張弁の制御＞
本実施形態では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に、室内熱交換器３３における冷媒量が変動する。より具体的には、暖房能力を増加させる場合には、室内熱交換器３３内に溜まる冷媒量が増加し、暖房能力を減少させる場合には、室内熱交換器３３内に溜まる冷媒量が減少する。このため、室外熱交換器２１における冷媒量が変動しやすく、室外熱交換器２１の出口における冷媒の状態が安定しにくくなっている。

そこで、本実施形態では、上記の目標過冷却度ＳＣｓの変更を伴う室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御とともに、冷媒の蒸発器としての室外熱交換器２１の出口における冷媒の過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＨｓになるように室外膨張弁ＥＶ２の開度を制御するようにしている（以下、この制御を「室外膨張弁ＥＶ２による過熱度制御」とする）。ここで、室外熱交換器２１の出口における冷媒の過熱度ＳＨは、吸入圧力センサ３７によって検出される吸入圧力Ｐｓと吸入温度センサ３９によって検出される圧縮機３１の吸入側（すなわち、室外熱交換器２１の出口）における冷媒の温度Ｔｓから算出される。より具体的には、まず、吸入圧力センサ３７によって検出される吸入圧力Ｐｓを冷媒の飽和温度に換算して、冷媒回路１０の低圧Ｐｅに相当する蒸発温度Ｔｅを得る。ここで、低圧Ｐｅとは、暖房運転時において、室外膨張弁ＥＶ２から室外熱交換器２１を経由して圧縮機３１の吸入側に流入するまでの間を流れる低圧の冷媒を代表する圧力又はこの圧力に等価な状態量である蒸発温度Ｔｅを意味する。そして、吸入温度センサ３９によって検出される吸入温度Ｔｓから蒸発温度Ｔｅを差し引くことによって過熱度ＳＨを得る。

これにより、空気調和装置１では、室外熱交換器２１の出口における冷媒の状態を安定させることができる。このため、空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器２１における冷媒量の変動が生じたとしても、圧縮機２１の吸入側における冷媒が湿り状態やガス欠状態になるのを抑えることができる。

しかも、本実施形態では、室内膨張弁ＥＶ１と室内膨張弁ＥＶ２との間に冷媒を溜めることが可能なレシーバ２３が接続されている。

これにより、空気調和装置１では、暖房運転時に室内熱交換器３３における冷媒量の変動をレシーバ２３で吸収して、室外熱交換器２１における冷媒量の変動を抑えることができる。このため、空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器３３における冷媒量の変動が生じたとしても、室外熱交換器２１の出口における冷媒の過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＨｓに制御しにくくなるのを避けることができる。

（４）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。

＜Ａ＞
本実施形態の空気調和装置１では、第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓを大きくすることによって、室内熱交換器３３における冷媒量を増加させて冷媒回路１０の高圧Ｐｃを上昇させることができる。また、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓを小さくすることによって、室内熱交換器３３における冷媒量を減少させて冷媒回路１０の高圧Ｐｃを低下させることができる。すなわち、この空気調和装置１では、室内熱交換器３３における冷媒量を増減させて冷媒回路１０の高圧Ｐｃを昇降させることができ、その結果、暖房能力（すなわち、凝縮温度Ｔｃ）を増減させることができる。

これにより、この空気調和装置１では、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御における目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、要求される暖房能力が得られやすくなり、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

＜Ｂ＞
本実施形態の空気調和装置１では、圧縮機３１の運転容量制御によって、暖房能力を増加させる場合には、圧縮機３１の運転容量を増加させ、暖房能力を減少させる場合には、圧縮機３１の運転容量を減少させることができる。しかも、この空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御を行うようにしている。

これにより、この空気調和装置１では、上記の圧縮機の運転容量制御を行うだけでは、要求される暖房能力に制御することができないような場合であっても、要求される暖房能力が得られやすくなり、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

＜Ｃ＞
本実施形態の空気調和装置１では、目標過冷却度ＳＣｓを圧縮機３１の運転容量Ｇの関数にすることによって、圧縮機３１の運転容量Ｇに応じて目標過冷却度ＳＣｓを変更するようにしている。

これにより、この空気調和装置１では、上記の圧縮機３１の運転容量制御による暖房能力の増減と上記の目標過冷却度ＳＣｓの変更による暖房能力の増減とを互いに関連づけて適切に行うことができる。

特に、本実施形態の空気調和装置１では、目標過冷却度ＳＣｓを圧縮機３１の運転容量Ｇが増加するにつれて大きくなるように変更することによって、上記の圧縮機３１の運転容量制御と同時に、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御を行うことができる。

これにより、この空気調和装置１では、上記の圧縮機３１の運転容量制御による暖房能力の増減と上記の目標過冷却度ＳＣｓの変更による暖房能力の増減とが同時に行われるため、要求される暖房能力を速やかに得ることができる。また、目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御による暖房能力の増加によって、圧縮機３１の運転容量Ｇが少ない状態で、要求される暖房能力を得ることができる。

＜Ｄ＞
本実施形態の空気調和装置１では、圧縮機３１の運転開始直後やデフロスト運転後の暖房運転再開直後は、冷媒回路１０内の冷媒の循環状態が安定していない。このため、この空気調和装置１において、圧縮機３１の運転開始直後やデフロスト運転後の暖房運転再開直後から、上記の圧縮機３１の運転容量制御による暖房能力の増減と目標過冷却度ＳＣｓの変更による暖房能力の増減とを同時に行うと、冷媒回路１０の高圧Ｐｃが急激に上昇し過ぎる等の問題が生じるおそれがある。

そこで、この空気調和装置１では、圧縮機３１の運転開始やデフロスト運転後の暖房運転再開直後から圧縮機３１の運転容量Ｇが目標過冷却度変更開始容量Ｇ１まで増加するか、又は、圧縮機３１の運転開始から目標過冷却度変更開始時間ｔ１が経過するまで、目標過冷却度ＳＣｓを変更しないようにしている。

これにより、この空気調和装置１では、冷媒回路１０内の冷媒の循環状態が安定しないままで、冷媒回路１０の高圧Ｐｃが急激に上昇し過ぎる等の問題が生じるのを避けることができる。

＜Ｅ＞
本実施形態の空気調和装置１では、冷媒回路１０の高圧Ｐｃ（ここでは、凝縮温度Ｔｃ）が目標高圧（ここでは、目標凝縮温度Ｔｃｓ）に近づくように圧縮機３１の運転容量Ｇを変更することによって、暖房能力を増減させている。このため、この空気調和装置１では、暖房能力に相当する冷媒回路１０の高圧Ｐｃと要求される暖房能力に相当する目標高圧とのずれ（すなわち、凝縮温度Ｔｃと目標凝縮温度Ｔｃｓ）を、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御で補うことによって、暖房能力の制御幅を拡大していることになる。

これにより、この空気調和装置１では、冷媒回路１０の高圧Ｐｃ（ここでは、凝縮温度Ｔｃ）が目標高圧（ここでは、目標凝縮温度Ｔｃｓ）に近づくように圧縮機３１の運転容量制御を行う構成において、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房能力の制御幅を拡大することができる。

＜Ｆ＞
本実施形態の空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に、室内熱交換器３３における冷媒量が変動するため、室外熱交換器２１における冷媒量が変動しやすく、室外熱交換器２１の出口における冷媒の状態が安定しにくくなっている。

しかし、この空気調和装置１では、室外熱交換器２１の出口における冷媒の過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＨｓになるように第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２の開度を制御しているため、室外熱交換器２１の出口における冷媒の状態を安定させることができる。

これにより、この空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器３３における冷媒量の変動が生じたとしても、圧縮機３１の吸入側における冷媒が湿り状態やガス欠状態になるのを抑えることができる。

＜Ｇ＞
本実施形態の空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に、室内熱交換器３３における冷媒量が変動するため、その変動幅が大きい場合には、室外熱交換器２１における冷媒量が大幅に変動することになる。このため、この空気調和装置１では、室外熱交換器２１の出口における冷媒の過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＨｓに制御しにくくなるおそれがある。

しかし、この空気調和装置１では、レシーバ２３を設けているため、暖房運転時に室内熱交換器３３における冷媒量の変動をレシーバ２３で吸収して、室外熱交換器２１における冷媒量の変動を抑えることができる。

これにより、この空気調和装置１では、上記の目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御によって、暖房運転時に室内熱交換器３３における冷媒量の変動が生じたとしても、室外熱交換器２１の出口における冷媒の過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＨｓに制御しにくくなるのを避けることができる。

（５）変形例
上記の実施形態では、目標過冷却度ＳＣｓを圧縮機３１の運転容量Ｇの関数にすることによって、圧縮機３１の運転容量Ｇに応じて目標過冷却度ＳＣｓを変更するようにしているが、これに代えて、圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近や最小値Ｇｍ付近になった場合（ここでは、圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近になった場合のみについて説明する）に目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御を行うようにしてもよい。

次に、本変形例の空気調和装置１の暖房運転時における第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１の制御について、図１、図２、図５及び図６を用いて説明する。ここで、図５は、本変形例にかかる空気調和装置１の室内膨張弁ＥＶ１の制御を主に示すフローチャートである。また、図６は、本変形例にかかる空気調和装置１の目標過冷却度ＳＣｓ及び圧縮機３１の運転容量Ｇの経時変化を示すグラフである。尚、空気調和装置１の構成や第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２の制御については、上記の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、図５に示すように、ステップＳ１１において、圧縮機３１の運転が開始されたか、又は、デフロスト運転後の運転再開であるかどうかを判定する。そして、圧縮機３１の運転が開始される、又は、デフロスト運転後の運転が再開されると、圧縮機３１による運転容量制御も開始されて、ステップＳ１２に移行する。

これにより、図６に示すように、圧縮機３１の運転容量Ｇが最小値Ｇｍから徐々に増加し、凝縮温度Ｔｃも目標凝縮温度Ｔｃｓに近づく方向に変化する。尚、ここでは、上記の実施形態と同様に、圧縮機３１の運転が開始される場合を例にして説明するが、デフロスト運転後の運転が再開される場合においても、圧縮機３１の運転が開始される場合と同様である。

次に、ステップＳ１２において、室内膨張弁ＥＶ１による過冷却度制御が、目標過冷却度ＳＣｓが初期値Ａ２で設定された状態で開始されて、ステップＳ１３に移行する。

次に、ステップＳ１３において、圧縮機３１の運転開始から圧縮機３１の運転容量Ｇが目標過冷却度変更開始容量Ｇ２まで増加し、かつ、圧縮機３１の運転開始から目標過冷却度変更開始時間ｔ３が経過したかどうかを判定する。そして、この条件を満たすと（例えば、運転容量Ｇが目標過冷却度変更開始容量Ｇ２まで増加すると同時に目標過冷却度変更開始時間ｔ３が経過した場合を図６に示す）、ステップＳ１４に移行し、この条件を満たさない場合には、ステップＳ１５に移行する。ここで、目標過冷却度変更開始容量Ｇ２は、圧縮機３１の運転容量Ｇの最大値Ｇｘ付近の値に設定され、目標過冷却度変更開始時間ｔ３は、５分〜１５分程度の値に設定される。

次に、ステップＳ１４において、目標過冷却度ＳＣｓを初期値Ａ２に補正値Ｃを加算することによって大きくする。ここで、目標過冷却度ＳＣｓは、目標凝縮温度Ｔｃｓから室内温度Ｔｒを差し引いた温度値（この値を「目標過冷却度最大値ＳＣｘ」とする）以上にすることができない。このため、ステップＳ１４において演算された目標過冷却度ＳＣｓがＳＣｘ−α（ここで、αは定数）以上になる場合には、目標過冷却度ＳＣｓを算出された補正値Ｃを加算した値ではなく、ＳＣｘ−αに変更し、目標過冷却度ＳＣｓが現実的でない値に設定されるのを防ぐようにしている。

これにより、図６に示すように、圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近の目標過冷却度変更開始容量Ｇ２に到達した状態において、目標過冷却度ＳＣｓが大きくなり、圧縮機３１の運転容量制御では、要求される暖房能力まで暖房能力を増加させることができなくなっている状況においても、暖房能力を増加させることができ、これにより、暖房能力を増加させる方向の制御幅を拡大することができる。

次に、ステップＳ１５において、上記の目標過冷却度ＳＣｓを小さくする変更によって、圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近の目標過冷却度変更開始容量Ｇ２よりも減少した状態になったかどうかを判定する。そして、この条件を満たすと、ステップＳ１６において、目標過冷却度ＳＣｓを初期値Ａ２から補正値Ｄを減算することによって小さくして、制御安定待ち時間ｔ４が経過したかどうかを判定するためのステップＳ１７に移行し、再び、ステップＳ１３に戻る。ここで、制御安定待ち時間ｔ４は、数秒〜数分程度の値に設定される。

以上のように、本変形例の空気調和装置１では、上記の実施形態とは異なり、圧縮機３１の運転容量制御では、要求される暖房能力まで暖房能力を増加させることができなくなっている状況になった場合のみ、目標過冷却度ＳＣｓを大きくする変更によって、暖房能力を増加させることができる。

（６）他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

＜Ａ＞
上記の実施形態では、目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御を、暖房能力を増加させる方向及び暖房能力を減少させる方向の両方に適用しているが、暖房能力を増加させる方向、及び暖房能力を減少させる方向のいずれか一方のみに適用してもよい。

＜Ｂ＞
上記の変形例では、目標過冷却度ＳＣｓを変更する制御を、圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近に増加した場合にのみ適用しているが、圧縮機３１の運転容量Ｇが最小値Ｇｍ付近に減少した場合に適用したり、圧縮機３１の運転容量Ｇが最大値Ｇｘ付近に増加した場合及び圧縮機３１の運転容量Ｇが最小値Ｇｍ付近に減少した場合の両方に適用してもよい。

＜Ｃ＞
上記の実施形態及びその変形例では、室内ユニット３に圧縮機３１が設けられたリモートコンデンサ型の空気調和装置１に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、室外ユニット２に圧縮機３１が設けられたセパレート型の空気調和装置等の他のユニット構成の空気調和装置に本発明を適用してもよい。

＜Ｄ＞
上記の実施形態及びその変形例では、高圧Ｐｃ及び凝縮温度Ｔｃとして、吐出圧力センサ３８によって検出される吐出圧力Ｐｄ及びこれを冷媒の飽和温度に換算した温度を使用したが、これに限定されず、例えば、室内熱交換器３３に温度センサを設けている場合には、この温度センサによって検出される冷媒温度を凝縮温度Ｔｃとして、及び、飽和圧力に換算して高圧Ｐｃとして使用する等のように、他のセンサ類によって検出される温度や圧力を使用してもよい。また、上記の実施形態及びその変形例では、低圧Ｐｅ及び蒸発温度Ｔｅとして、吸入圧力センサ３７によって検出される吸入圧力Ｐｓ及びこれを冷媒の飽和温度に換算した温度を使用したが、これに限定されず、例えば、室外熱交換器２１や冷媒の蒸発器としての室外熱交換器２１の出口に温度センサを設けている場合には、これら温度センサによって検出される冷媒温度を蒸発温度Ｔｅとして、及び、飽和圧力に換算して低圧Ｐｅとして使用する等のように、他のセンサ類によって検出される温度や圧力を使用してもよい。

＜Ｅ＞
上記の実施形態及びその変形例では、レシーバ２３を有する冷媒回路１０を備えた空気調和装置１に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、レシーバを有しない冷媒回路を備えた空気調和装置に本発明を適用してもよい。

例えば、図７に示すような冷媒回路１１０を備えた空気調和装置１０１に本発明を適用してもよい。ここで、空気調和装置１０１は、セパレート型の空気調和装置であり、主として、室外ユニット１０２と、室内ユニット１０３と、室外ユニット１０２と室内ユニット１０３とを接続する液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６とを有している。すなわち、空気調和装置１０１の蒸気圧縮式の冷媒回路１１０は、室外ユニット１０２と室内ユニット１０３と冷媒連絡管５、６とが接続されることによって構成されている。

そして、室内ユニット１０３は、主として、冷媒回路１１０の一部を構成する室内側冷媒回路１１０ａを有している。この室内側冷媒回路１１０ａは、主として、第１膨張弁としての室内膨張弁ＥＶ１と、室内熱交換器３３とを有している。室外ユニット１０２は、主として、冷媒回路１１０の一部を構成する室外側冷媒回路１１０ｂを有している。この室外側冷媒回路１１０ｂは、主として、圧縮機３１と、切換機構３２と、室外熱交換器２１と、第２膨張弁としての室外膨張弁ＥＶ２と、アキュムレータ３４とを有している。すなわち、空気調和装置１０１では、室外ユニット１０２が、室外ユニット２に設けられていたレシーバ２３を有しておらず、また、室内ユニット３に設けられていた圧縮機３１、切換機構３２及びアキュムレータ３４を有する点で（すなわち、室内ユニット１０３に圧縮機３１、切換機構３２及びアキュムレータ３４が設けられていない）、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１とは異なっている。

また、室外ユニット１０２には、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１とは異なり、過冷却熱交換器２６と、バイパス冷媒管２７と、液側閉鎖弁２８と、ガス側閉鎖弁２９とが設けられている。過冷却熱交換器２６は、冷房運転時に室外熱交換器２１において凝縮した冷媒を冷却する熱交換器である。過冷却熱交換器２６は、室外膨張弁ＥＶ２と液側閉鎖弁２８との間に接続されている。バイパス冷媒管２７は、室外熱交換器２１において凝縮した冷媒の一部を分岐して圧縮機３１の吸入側に戻す冷媒管である。バイパス冷媒管２７は、冷房運転時に室外熱交換器２１において凝縮した冷媒の一部を室外膨張弁ＥＶ２と過冷却熱交換器２６との間の位置から分岐させて過冷却熱交換器２６のバイパス冷媒管２７側の入口に接続された入口管２７ａと、過冷却熱交換器２６のバイパス冷媒管２７側の出口から圧縮機３１の吸入側に戻すように圧縮機３１の吸入側（より具体的には、アキュムレータ３４の上流側）に接続された出口管２７ｂとを有している。この出口管２７ｂには、バイパス冷媒管２７を流れる冷媒を減圧するためのバイパス膨張機構としてのバイパス膨張弁ＥＶ３が設けられている。バイパス膨張弁ＥＶ３は、電動膨張弁からなる。これにより、過冷却熱交換器２６は、冷房運転時に室外熱交換器２１において凝縮した冷媒をバイパス膨張弁ＥＶ３において減圧された冷媒と熱交換させることによって冷却するようになっている。液側閉鎖弁２８及びガス側閉鎖弁２９は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２８は、過冷却熱交換器２６に接続されている。ガス側閉鎖弁２９は、切換機構３２に接続されている。

尚、空気調和装置１０１の構成は、上記の点を除いては、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１の構成と同様である。このため、空気調和装置１０１では、冷房運転時に、過冷却熱交換器２６及びバイパス冷媒管２７を用いて、室外熱交換器２１において凝縮した冷媒をさらに冷却して過冷却状態にした後に、室内熱交換器３３に送る動作を行う点を除いては、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１と同様の冷房運転、暖房運転、及び、デフロスト運転が行われる。そして、空気調和装置１０１においても、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１と同様に、圧縮機３１の運転開始時やデフロスト運転後の運転再開時を含む暖房運転時の暖房能力制御の問題が生じる。このため、空気調和装置１０１においても、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１と同様の室内膨張弁ＥＶ１、圧縮機３１及び室外膨張弁ＥＶ２の制御を行うようにしており、これにより、上記の実施形態及びその変形例の空気調和装置１と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、暖房運転時に室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように膨張弁の開度を制御する空気調和装置に広く適用可能である。

１、１０１ 空気調和装置
１０、１１０ 冷媒回路
２１ 室外熱交換器
２３ レシーバ
３１ 圧縮機
３３ 室内熱交換器
ＥＶ１ 室内膨張弁（第１膨張弁）
ＥＶ２ 室外膨張弁（第２膨張弁）

特開２００５−１８８７９０号公報

Claims (7)

1. 運転容量を可変することが可能な圧縮機（３１）と、室内熱交換器（３３）と、第１膨張弁（ＥＶ１）と、室外熱交換器（２１）とが順次接続されることによって構成される冷媒回路（１０、１１０）を備えた空気調和装置において、
   前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記第１膨張弁、前記室外熱交換器の順に冷媒が循環する暖房運転時に、前記室内熱交換器の出口における冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第１膨張弁の開度を制御し、
   前記暖房運転時に、前記圧縮機の運転容量が、前記圧縮機の運転容量の最大値付近である目標過冷却度変更開始容量まで増加した場合には、前記目標過冷却度を大きくする、
   空気調和装置（１、１０１）。
2. 前記圧縮機（３１）の運転容量は、前記暖房運転における前記冷媒回路（１０、１１０）の高圧が目標高圧に近づくように変更される、請求項１に記載の空気調和装置（１、１０１）。
3. 前記目標過冷却度は、前記目標高圧に相当する目標凝縮温度から室内温度を差し引いた温度値である目標過冷却度最大値を超えない値に設定される、請求項２に記載の空気調和装置（１、１０１）。
4. 前記目標過冷却度は、前記圧縮機（３１）、前記室外熱交換器（２１）、前記第１膨張弁（ＥＶ１）、前記室内熱交換器（３３）の順に冷媒が循環するデフロスト運転後の前記暖房運転再開後に変更される、請求項２又は３に記載の空気調和装置（１、１０１）。
5. 前記目標過冷却度は、前記圧縮機（３１）の運転開始、又は、前記圧縮機、前記室外熱交換器（２１）、前記第１膨張弁（ＥＶ１）、前記室内熱交換器（３３）の順に冷媒が循環するデフロスト運転後の前記暖房運転再開から前記目標過冷却度を大きくする変更を許可する目標過冷却度変更開始時間が経過するまで変更されない、請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置（１、１０１）。
6. 前記第１膨張弁（ＥＶ１）と前記室外熱交換器（２１）との間には、第２膨張弁（ＥＶ２）が接続されており、
   前記暖房運転時に、前記室外熱交換器の出口における冷媒の過熱度が目標過熱度になるように、前記第２膨張弁の開度を制御する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置（１、１０１）。
7. 前記第１膨張弁（ＥＶ１）と前記第２膨張弁（ＥＶ２）との間には、冷媒を溜めることが可能なレシーバ（２３）が接続されている、請求項６に記載の空気調和装置（１）。

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