JP2015094504A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転時に圧縮機が保護制御によって止まってしまうことを遅らせる冷凍装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置は、容量を変えることができる圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、暖房運転制御部とを備える。暖房運転制御部は、暖房運転を行い、圧縮機の容量および膨張弁の開度を制御する。暖房運転は、室内熱交換器を冷媒の放熱器として機能させ、室外熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる運転である。また、暖房運転制御部は、湿り運転判定（Ｓ１１）を行い、湿り運転であると判定された場合に強制的に圧縮機の容量を大きくする（Ｓ１６）。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷凍装置、特に、容量可変の圧縮機を備えた冷凍装置に関する。

従来から、容量可変の圧縮機を備えた冷凍装置が存在している。例えば、特許文献１（特開２００７−２７１２１５号公報）には、１台の熱源ユニットである室外機に、利用ユニットである複数の室内機が接続された多室型空気調和装置が示されている。この冷凍装置としての空気調和装置のように、インバータ式の圧縮機の吸入側に配置される容器に余剰冷媒を溜める制御を行っている空気調和装置がある。

熱源ユニットと利用ユニットとを接続する冷凍装置においては、余剰冷媒が生じる場合がある。通常、熱源ユニットと利用ユニットとは、冷凍装置を設置する現地において冷媒連絡配管によって接続されるが、その現地での配管接続後の冷媒追加充填が過剰に為された場合、冷凍装置の冷凍サイクル内に余分な冷媒が詰められてしまうことになる。また、１台の熱源ユニットに対して複数の利用ユニットが接続される場合には、運転停止中の利用ユニットが多いときに、運転条件によっては冷媒が多い状態で冷凍サイクル内を冷媒が流れることになる。

このように、現地施工の影響や運転中の温度条件などによって、暖房運転などの利用側熱交換器を放熱器として機能させる運転が、余剰冷媒が多い状態で行われることがある。このときには、液冷媒を多く含む冷媒が圧縮機に吸入される湿り運転が行われる状況になるが、その湿り運転のデメリットを抑えるために、従来は圧縮機の保護制御が採られている。例えば、電流値を監視し電流値が閾値を超えた場合に圧縮機を止める保護制御や、電装品の温度が閾温度を超えたときに圧縮機を止める保護制御などである。

しかし、一旦圧縮機を止めてしまうと、再び冷凍装置を動かすまでは暖房運転等が出来なくなり、また再起動にも時間が掛かってしまう。これでは、例えば暖房運転の場合には、暖房がしばらく止まるという不具合が出てしまう。

本発明の課題は、利用側熱交換器を放熱器として機能させる運転時に圧縮機が保護制御によって止まってしまうことを遅らせる冷凍装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、容量を変えることができる圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器と、制御部とを備えている。制御部は、第１運転を行い、圧縮機の容量および膨張弁の開度を制御する。第１運転は、利用側熱交換器を冷媒の放熱器として機能させ、熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる運転である。そして、制御部は、第１運転を行っているときに、湿り運転判定を行い、湿り運転であると判定された場合に強制的に圧縮機の容量を大きくする。湿り運転判定では、所定量以上の液冷媒が圧縮機に吸い込まれる湿り運転となっているか否か、が判定される。

この冷凍装置では、制御部が第１運転を行う。例えば冷凍装置が空気調和装置である場合、利用側熱交換器を冷媒の放熱器として機能させる第１運転は暖房運転である。この第１運転を行っているときに、制御部は、湿り運転となっているか否かを判定し、湿り運転であると判定された場合には強制的に圧縮機の容量を大きくする。例えば、インバータ方式のモータによって圧縮機を駆動している場合には、周波数制御によって圧縮機のモータ回転数を上げることで容量を大きくする。この湿り運転判定および強制的な圧縮機の容量の増大によって、第１観点に係る冷凍装置では、湿り運転が続くときにも冷媒循環量が増えて高圧が上がって湿り運転が回避されていくため、通常の保護制御が働いて圧縮機が止まってしまうことを遅らせることができる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置であって、制御部は、湿り運転判定において、圧縮機から吐出される冷媒の吐出過熱度が閾値を下回っているか否かを判定し、その吐出過熱度が閾値を下回っているときに湿り運転であると判定する。

湿り運転判定において監視するパラメータとして、吐出過熱度と吸入過熱度とが候補になる。ここでは、圧縮機に吸入される冷媒が湿っていても、その湿り度合いまで推算することは難しく、適切なタイミングで圧縮機の容量を大きくすることが困難であることに鑑み、吐出過熱度を監視対象として選んでいる。そして、その吐出過熱度が閾値よりも小さいときに、湿り度合いの大きい冷媒が圧縮機に吸入されてきていると判断し、許容できない湿り運転であると判定する。このように第２観点に係る冷凍装置では吐出過熱度に基づいて湿り運転の判定を行っているため、強制的に圧縮機の容量を大きくするタイミングを所望の適切なタイミングに合わせることができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点又は第２観点に係る冷凍装置であって、制御部は、第１運転において、圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度が目標値に近づくように、膨張弁の開度を調整する。

ここでは、第１運転における膨張弁の開度の調整が、吐出温度に基づいて行われる。すなわち、吐出温度の目標値が設定され、その目標値に吐出温度が近づくように膨張弁の開度が調整される。これにより、第１運転では、最適な吸入圧力、吸入温度、吐出圧力および吐出温度に近い状態で冷凍サイクルが行われるようになり、運転効率が向上する。

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置であって、制御部は、湿り運転判定において湿り運転であると判定された場合に、所定時間経過後も湿り運転が継続していれば、圧縮機の容量をさらに大きくする。

ここでは、長い時間は許容できないレベルの湿り運転であると判定され、その状態を脱するために圧縮機の容量を一度大きくした後も、その湿り運転がしばらく続いた場合に、圧縮機の容量をさらに大きくする制御を行っている。これにより、通常の圧縮機の保護制御によって圧縮機が止まってしまうことを、さらに遅らせることが可能になる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第４観点に係る冷凍装置であって、制御部は、湿り運転判定において湿り運転であると判定された後、湿り運転が上限時間まで継続したとき、あるいは、圧縮機の容量が上限容量に達したときに、圧縮機を再起動させる。

圧縮機の容量を大きくすることを２回以上繰り返していると、その圧縮機の容量がいずれ上限容量に達することが想定される。物理的な上限容量、高圧保護の観点から決まる上限容量、インバータ方式の圧縮機の場合に上限電流値から決まる上限容量や電気部品の高温化防止の観点から決まる上限容量など、圧縮機には、１又は複数の観点から決まる上限容量が存在する。この上限容量に達すると、それ以上は圧縮機の容量を大きくすることはできず、湿り運転の解消ができなくなるため、ここでは圧縮機を再起動させている。これにより、圧縮機や冷凍装置の保護が図られる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍装置であって、圧縮機および熱源側熱交換器に、複数の膨張弁および複数の利用側熱交換器が並列に接続され、接続後に冷媒充填が行われる。

複数の利用側熱交換器および各利用側熱交換器を流れる冷媒量を調整する役割を果たす複数の膨張弁が、１つの圧縮機および１つの熱源側熱交換器に対して並列に接続されている第６観点に係る冷凍装置では、各利用側熱交換器の設置位置などによっては長い連絡配管が必要となり、それに応じて冷媒の追加充填も必要となる。このような場合、圧縮機および熱源側熱交換器に膨張弁および利用側熱交換器が接続された後に、冷媒の充填が行われる。冷媒の充填は、通常は人手によって行われるが、必要な冷媒に加え余分な冷媒を充填しまう過充填が誤って行われてしまうことも想定される。過充填が行われてしまうと、冷凍サイクル内に適量よりも多い冷媒が封入された状態で冷凍装置が運転されることになり、余剰冷媒を含む過剰量の冷媒が冷凍サイクル内を循環する。この場合には、第１運転においても、湿り運転に陥りやすくなる。

しかし、ここでは、湿り運転であると判定された場合に強制的に圧縮機の容量を大きくする制御を行うため、通常の圧縮機の保護制御が働くタイミングを遅らせることができる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍装置であって、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁および利用側熱交換器を循環する冷凍サイクルに、Ｒ３２冷媒が充填されている。

第１観点に係る冷凍装置では、湿り運転判定および強制的な圧縮機の容量の増大によって、通常の保護制御が働いて圧縮機が止まってしまうことを遅らせることができる。

第２観点に係る冷凍装置では、吐出過熱度に基づいて湿り運転の判定を行っているため、強制的に圧縮機の容量を大きくするタイミングを所望の適切なタイミングに合わせることができる。

第３観点に係る冷凍装置では、運転効率が向上する。

第４観点に係る冷凍装置では、圧縮機が止まってしまうことを、さらに遅らせることが可能になる。

第５観点に係る冷凍装置では、圧縮機や冷凍装置の保護が図られる。

第６観点に係る冷凍装置では、過充填が行われてしまうことも想定されるが、その場合にも圧縮機の保護制御が働くタイミングを遅らせることができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図。 空気調和装置の制御ブロック図。 暖房運転時の湿り運転への対応に関する制御フロー。 湿り運転用制御を開始した後の状態遷移の一例を示す図。

（１）構成
本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置の冷媒回路を、図１に示す。空気調和装置１は、多室型空気調和装置であって、１つの室外機２に対して複数の室内機５ａ〜５ｄが並列に接続される構成である。空気調和装置１の冷媒回路は、主として圧縮機２０、四路切換弁２３、室外熱交換器２５、膨張弁３１〜３４、室内熱交換器５１〜５４が順に接続されたものであり、蒸気圧縮式の冷凍サイクルとなっている。ここで、圧縮機２０は、インバータによる回転数制御を行う容量可変のインバータ圧縮機である。また、冷媒回路を循環する冷媒として、ここでは、地球温暖化係数が小さい単一冷媒のＲ３２（組成は、ＨＦＣ−３２が１００％）が用いられている。

圧縮機２０、四路切換弁２３、室外熱交換器２５および膨張弁３１〜３４は、室外機２に収容されている。利用側熱交換器である室内熱交換器５１〜５４は、室内機５ａ〜５ｄに主要されている。また、四路切換弁２３と室内熱交換器５１〜５４との間は、ガス冷媒配管７により接続され、膨張弁３１〜３４と室内熱交換器５１〜５４との間は、液冷媒配管８により接続される。

また、空気調和装置１は、サーミスタから成る多くの温度センサを備えている。室外温度センサ９７は、室外機２が設置されている室外空間の外気温度を検知する。吐出管温度センサ９０は、圧縮機２０の吐出配管に取り付けられ、圧縮機２０から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｏを検出する。暖房運転時に蒸発温度を検知する室外熱交温度センサ９５は、熱源側熱交換器である室外熱交換器２５に取り付けられ、暖房運転時の蒸発温度Ｔｅを検出する。暖房運転時に凝縮温度を検知する室内熱交温度センサ９１〜９４は、室内熱交換器５１〜５４に取り付けられ、暖房運転時の凝縮温度Ｔｃを検出する。液管温度センサ８１〜８４は、室外熱交換器２５から分岐して室内熱交換器５１〜５４へと延びる液冷媒配管８の各部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに取り付けられ、液管温度Ｔｌを検出する。室内温度センサ６１〜６４は、取り込む室内空気の温度である室内温度を検知するように、室内機５ａ〜５ｄ内に配置されている。ガス管温度センサ７１〜７４は、四路切換弁２３から分岐して室内熱交換器５１〜５４へと延びるガス冷媒配管７の各部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに取り付けられる。これら温度センサの検出値に基づき、コントローラ４０が空気調和装置１の動作を制御する。

（２）動作
（２−１）冷房時の冷媒の流れ
次に空気調和装置１の動作の概略を説明する。冷房運転時は、四路切換弁２３が図１において実線で示す状態に保持される。圧縮機２０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２３を介して室外熱交換器２５に流入し、外気と熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、膨張弁３１〜３４で減圧され、さらに室内熱交換器５１〜５４で室内空気と熱交換して蒸発する。冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、図示しない室内ファンによって室内空間へと吹き出され、室内空間を冷房する。また、室内熱交換器５１〜５４で蒸発して気化した冷媒は、ガス冷媒配管７を通って室外機２に戻り、四路切換弁２３を経て圧縮機２０に吸い込まれる。

（２−２）暖房時の冷媒の流れ
暖房運転時は、四路切換弁２３が図１において破線で示す状態に保持される。圧縮機２０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２３を介して各室内機５ａ〜５ｄの室内熱交換器５１〜５４に流入し、室内空気と熱交換して凝縮・液化する。冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、室内ファンによって室内空間へと吹き出され、室内空間を暖房する。室内熱交換器５１〜５４において液化した冷媒は、液冷媒配管８を通って室外機２に戻る。室外機２に戻った冷媒は、膨張弁３１〜３４で減圧され、さらに室外熱交換器２５で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器２５で蒸発して気化した冷媒は、四路切換弁２３を経て圧縮機２０に吸い込まれる。

上記のように、暖房運転においては、室内熱交換器５１〜５４（利用側熱交換器）が冷媒の放熱器として機能して室内を暖め、室外熱交換器２５（熱源側熱交換器）が冷媒の蒸発器として機能する。

（３）制御
図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。コントローラ４０は、室外機２の電装品ボックス内の制御基板および室内機５ａ〜５ｄの電装品ボックス内の制御基板が結ばれて構成されている。コントローラ４０は、メイン制御用のマイコンの他、室内ファンや室外ファン（図示せず）および圧縮機２０を制御するためのモータ制御用マイコンも備えている。室内機側には、ユーザが操作入力するリモコンの指令を受け付ける受信部や、空調空気の吹出方向を変えるモータのドライバ、運転モードなどを表示する表示部などが配備されている。室外機側には、圧縮機２０のインバータ制御などを行う圧縮機駆動制御部や、室外ファンのためのモータ制御部などが配備されている。

図２に示すように、コントローラ４０には、上述の各温度センサの検出値が入力され、これらの値に基づいて冷房運転や暖房運転の制御が行われる。コントローラ４０には、機能部として、冷房運転制御部４２、暖房運転制御部４４、圧縮機保護制御部４６などが備わっている。

（３−１）圧縮機保護制御
圧縮機保護制御部４６は、圧縮機２０や空気調和装置１に破損の恐れがある或いは寿命が大幅に縮む恐れがある状態になったときに、圧縮機２０を停止させる。具体的には、推定された高圧冷媒の圧力（高圧）が高圧上限値を超えた場合、インバータ制御基板において過電流値が上限値を超えた場合、所定の電装品の温度が許容値を超えた場合などに、圧縮機２０を停止させる。高圧を直接検知する圧力センサは配備していないため、高圧は、凝縮温度Ｔｃから換算される。

（３−２）冷房運転制御
冷房運転制御部４２は、冷房運転中の圧縮機２０の周波数や膨張弁３１〜３４の開度を制御する。冷房運転における制御については、従来どおりであるため、ここでは説明を省略する。

（３−３）暖房運転制御
暖房運転制御部４４は、停止状態から圧縮機２０を起動して暖房運転を始めるときの起動制御、起動後の冷媒状態が安定した通常暖房運転状態における膨張弁３１〜３４の開度調整のための目標吐出管温度制御、通常暖房運転状態における圧縮機２０の容量制御、室外熱交換器２５に着いた霜を溶かすための除霜制御、湿り運転に対応するための湿り運転対応制御、などを行う。湿り運転対応制御は、湿り運転になっているか否かを判定する湿り運転判定処理や、長くは許容できない湿り運転に圧縮機２０が陥っているときに湿り運転から脱却するための湿り運転脱却処理などを含んでいる。

（３−３−１）目標吐出管温度制御
通常暖房運転状態における目標吐出管温度制御は、吐出管温度センサ９０が検知した吐出温度Ｔｏが目標吐出温度Ｔｍに近づくように、膨張弁３１〜３４の開度を調整する制御である。目標吐出温度Ｔｍは、室外熱交温度センサ９５が検知する蒸発温度Ｔｅと、室内熱交温度センサ９１〜９４が検知する凝縮温度Ｔｃとに基づいて設定される。目標吐出温度Ｔｍは、通常の運転状態であれば、後述する吐出過熱度が１０℃以上確保される値となる。

この目標吐出管温度制御により、冷凍サイクルの効率の高いポイント（圧力および温度）において冷媒が圧縮機２０に吸入され圧縮機２０から吐出されるようになる。なお、膨張弁３１〜３４全体としての開度が目標吐出管温度制御によって調整される一方、各室内機５ａ〜５ｄにおいて必要な暖房能力に応じて各膨張弁３１〜３４の開度が調整される。

（３−３−２）圧縮機の容量制御
通常暖房運転状態における圧縮機２０の容量制御は、各室内機５ａ〜５ｄからの要求に基づいて圧縮機２０の周波数を上下させる制御である。具体的には、室内機５ａ〜５ｄの室内温度センサ６１〜６４が検知する室内温度と、リモコンで設定された設定温度との差に基づき、必要な圧縮機２０の出力を決めて、周波数を変更する。

（３−３−３）除霜制御
除霜制御は、霜を溶かすために一旦暖房運転を止め、冷房運転サイクルで冷媒を循環させる制御である。

（３−３−４）湿り運転対応制御
湿り運転対応制御は、通常暖房運転において吐出過熱度（吐出ＳＨ）が確保できなくなったときに、上述の通常暖房運転状態における圧縮機２０の容量制御を外れ、圧縮機２０の周波数を強制的に大きくして容量アップさせる制御である。この湿り運転対応制御を、以下、図３のフローを参照しながら説明する。

暖房運転が行われているときには、図３に示す暖房運転時の湿り運転対応フローが走っている。ステップＳ１１では、暖房運転が開始され圧縮機２０が起動してから１５分が経過しているか否かと、吐出過熱度が１０℃未満になっているか否かが判定される。起動後１５分以内は未だ循環冷媒の状態が安定しておらず、吐出過熱度が１０℃未満のことが多いが、ここでは起動後１５分が経過していなければ次のステップＳ１２には進まない。

なお、吐出過熱度は、吐出管温度センサ９０が検知する冷媒の吐出温度Ｔｏから、高圧冷媒の相当飽和温度を引いた値である。

起動後１５分が経過しており且つ吐出過熱度が１０℃未満となっている場合、湿り運転脱却処理が開始される。この湿り運転脱却処理は、湿り運転を脱却するための一連の処理である。吐出過熱度が１０℃未満の場合、液冷媒を多く含む冷媒が圧縮機２０に吸入され、さらに多くの液冷媒が圧縮機２０に吸入されると圧縮機２０や空気調和装置１の破損や寿命低下の恐れが高まるため、そのような湿り運転から脱却するために湿り運転脱却処理が行われる。すなわち、吐出過熱度が１０℃未満の場合は、所定量以上の液冷媒が圧縮機２０に吸い込まれる湿り運転となっていると判断される。

まず、ステップＳ１２では、通常暖房運転状態における圧縮機２０の容量制御を外れ、圧縮機２０の周波数を、湿り運転用の下限周波数に設定する。ステップＳ１１からステップＳ１２に移ってきたときには、湿り運転用の下限周波数として、その時点での圧縮機２０の周波数が設定される。

ステップＳ１３では、吐出過熱度が１０℃＋所定値を超えているか否かが判定される。ここでは、吐出過熱度が１２℃を超えているか否かを判定する。吐出過熱度が１２℃を超えている場合には、湿り運転ではない或いは長く許容できる湿り運転であるという判断となり、湿り運転脱却処理を抜けてステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３で吐出過熱度が１２℃以下であると判定されると、ステップＳ１４で運転変更や圧縮機停止になっているか否かが判定される。除霜運転に入っていたり、冷房運転に切り替えられていたり、サーモオフによって圧縮機が停止させられていたりした場合は、暖房運転を外れるため、湿り運転脱却処理も終了する。

ステップＳ１５では、前回の湿り運転用の下限周波数の設定から２分が経過したか否かを判定する。ここでは２分を選択しているが、この時間は一例である。２分経過まではステップＳ１３〜ステップＳ１５を繰り返す。

ステップＳ１５において２分経過と判定されると、ステップＳ１６に移行して湿り運転用の下限周波数を少し上げる。すなわち、このステップＳ１５において、圧縮機２０の周波数が強制的に上げられ、圧縮機２０の回転数がアップする。これにより、冷媒循環量が上がり、吐出過熱度が上昇することが期待される。

ステップＳ１７では、上げられた湿り運転用の下限周波数が、所定の上限値を超えているか否かと、湿り運転脱却処理の開始から１０分が経過したか否かが判定される。１０分という時間の長さは一例である。所定の上限値は、ここでは圧縮機２０の物理的な設定周波数の上限値としているが、圧縮機保護制御に入る直前の過電流値や電装品温度に基づいて決められた上限値を採用することも可能である。

ステップＳ１７において、湿り運転用の下限周波数が上限値を超えておらず且つ湿り運転用制御の開始後１０分が経過していなければ、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２〜ステップＳ１７が繰り返される。一方、ステップＳ１７において、湿り運転用の下限周波数が上限値を超えている、或いは、湿り運転脱却処理の開始後１０分が経過したと判定されると、それ以上暖房運転を続けると圧縮機保護制御が入ってしまう可能性が高いという判断となり、ステップＳ１８に移行して圧縮機２０の再起動が行われる。

以上の湿り運転脱却処理では、一旦１０℃を下回ってしまった吐出過熱度が上昇し、再び通常暖房運転状態における圧縮機２０の容量制御に戻ることが期待されるが、湿り運転脱却処理が開始された後の吐出過熱度などの推移の一例を図４に示す。図４は、吐出過熱度の他、圧縮機２０の周波数、膨張弁３１〜３４の開度、目標吐出温度と吐出温度、高圧冷媒の圧力、低圧冷媒の圧力、を示している。図４の例では、湿り運転脱却処理の開始後、２分毎に圧縮機２０の周波数が上げられ（ステップＳ１６）、その都度、吐出温度Ｔｏおよび高圧が少し上がり、低圧が少し下がる。それに伴う蒸発温度Ｔｅや凝縮温度Ｔｃの変化に応じて目標吐出温度Ｔｍも少し上がる。また、目標吐出管温度制御で開度調整されている膨張弁３１〜３４は、圧縮機２０の周波数が上がるたびに開度が上下する。圧縮機２０の周波数が繰り返し上がっていくことによって、吐出過熱度が上がっていき圧縮機２０の湿り運転からの脱却が図られる。

（４）特徴
（４−１）
空気調和装置１は、１つの室外機２に対して４つの室内機５ａ〜５ｄが並列に接続される装置である。このような多室型空気調和装置では、室外機２に対して必ず４つの室内機５ａ〜５ｄが接続されるとは限らず、２つの室内機５ａ，５ｂだけが接続されることも想定される。また、各室内機５ａ〜５ｄの室内熱交換器５１〜５４の大きさは一定とは限らず、容量の小さい室内機が接続させたり容量の大きな室内機が接続されたりすることも想定される。

したがって、例えば２つの室内機５ａ，５ｂだけが接続されるような場合や、容量の小さな室内機５ａ〜５ｄが接続されるような場合には、工場出荷時の室外機２に封入されている冷媒量が必要量よりも多くなる。そして、室外温度や室内温度の条件、運転停止している室内機の数の条件によっては、余剰冷媒が冷媒回路を循環してしまうこともある。

また、室外機２と室内機５ａ〜５ｄとを長い連絡配管で結ぶ場合には、現地において冷媒を追加充填することになるが、この追加充填する冷媒量を誤って多くしてしまった場合も、想定よりも多い冷媒が冷媒回路を循環することになる。

このような余剰冷媒が存在し、運転条件によって暖房運転中に湿り運転の状態に陥った場合でも、暖房運転を長く継続させる目的で、空気調和装置１のコントローラ４０は湿り運転脱却処理を行っている（ステップＳ１２〜ステップＳ１７）。この湿り運転脱却処理において、吐出過熱度が十分に確保できない状況（吐出過熱度が１２℃以下）が続くと、ステップＳ１６において湿り運転用の下限周波数が上がり、圧縮機２０の回転数が上がって強制的に容量が大きくされる。この強制的な圧縮機２０の容量の増大によって、冷媒循環量が増えて高圧が上がり、いわゆる吐出湿りの状態から脱却できるため、空気調和装置１では、通常の保護制御が働いて圧縮機２０が止まってしまうことを遅らせることができる。

（４−２）
空気調和装置１の暖房運転中の湿り運転判定において、吐出過熱度と吸入過熱度とが監視パラメータの候補になる。本実施形態では、圧縮機２０に吸入される冷媒が湿っていても、その湿り度合いまで推算することが容易でないことから、吐出過熱度を監視対象として選択している。そして、その吐出過熱度が閾値（ここでは１０℃）よりも小さいときに、湿り度合いの大きい冷媒が圧縮機２０に吸入されてきていると判断し、許容できない湿り運転であると判定している（ステップＳ１１）。

このように、空気調和装置１では吐出過熱度に基づいて湿り運転の判定を行っているため、強制的に圧縮機２０の容量を大きくするタイミングを適切なタイミングにすることができている。

（４−３）
空気調和装置１では、暖房運転時に、湿り運転対応制御を行いつつ、膨張弁３１〜３４の開度を目標吐出管温度制御によって調節している。このため、湿り運転対応制御の湿り運転脱却処理が行われているときにも、最適な吸入圧力、吸入温度、吐出圧力および吐出温度に近い状態で冷凍回路内を冷媒が流れる冷凍サイクルが行われるようになり、運転効率が高い。

（４−４）
空気調和装置１の湿り運転脱却処理においては、圧縮機２０の周波数を一度上げたあとも、２分経過後に湿り運転が継続していれば、さらに圧縮機２０の周波数を上げている（ステップＳ１５，Ｓ１６参照）。これにより、圧縮機保護制御部４６による圧縮機２０の保護制御によって圧縮機２０が止まってしまうことを、さらに遅らせて暖房運転を継続させることができている。

（４−５）
空気調和装置１の湿り運転脱却処理においては、ステップＳ１７を設け、湿り運転が上限時間（本実施形態では１０分）まで継続したとき、あるいは、圧縮機２０の周波数が上限値に達したときに、圧縮機２０を再起動させている（ステップＳ１８）。これは、圧縮機２０の容量を大きくすることを複数回繰り返していると、その圧縮機２０の容量がいずれ上限容量に達する、ことが想定されるために設けられたステップ（処理）である。このステップＳ１７，Ｓ１８を設けていることにより、空気調和装置１では、圧縮機２０や空気調和装置１の各部の保護（損傷抑制）が図られる。

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、４台の室内機５ａ〜５ｄを接続できる液管用およびガス管用の４対の接続ポートが室外機２に設けられ、室外機２に２台〜４台の室内機を接続可能な多室型の空気調和装置１に本発明を適用しているが、最大で５台の室内機を１つの室外機に接続可能な空気調和装置に本発明を適用することもできる。最大で３台の室内機を１つの室外機に接続可能な空気調和装置に対しても、本発明を適用することができる。

また、１つの室外機に対して１つの室内機を接続するペアタイプの空気調和装置に本発明を適用してもよい。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、冷暖切替ができる空気調和装置１に本発明を適用しているが、他の冷凍装置、例えば、暖房専用の空気調和装置、ヒートポンプ式の床暖房装置や給湯装置、などに本発明を適用することも可能である。

１ 空気調和装置（冷凍装置）
２０ 圧縮機
２５ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
３１〜３４ 膨張弁
４０ コントローラ（制御部）
４４ 暖房運転制御部
５１〜５４ 室内熱交換器（利用側熱交換器）

特開２００７−２７１２１５号公報

Claims (7)

1. 容量を変えることができる圧縮機（２０）と、
   熱源側熱交換器（２５）と、
   膨張弁（３１〜３４）と、
   利用側熱交換器（５１〜５４）と、
   前記利用側熱交換器を冷媒の放熱器として機能させ前記熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる第１運転を行い、前記圧縮機の容量および前記膨張弁の開度を制御する、制御部（４０）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１運転を行っているときに、所定量以上の液冷媒が前記圧縮機に吸い込まれる湿り運転となっているか否かを判定する湿り運転判定（Ｓ１１）を行い、湿り運転であると判定された場合に強制的に前記圧縮機の容量を大きくする（Ｓ１６）、
   冷凍装置（１）。
2. 前記制御部は、前記湿り運転判定において、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出過熱度が閾値を下回っているか否かを判定し、前記吐出過熱度が前記閾値を下回っているときに、前記湿り運転であると判定する（Ｓ１１）、
   請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記制御部は、前記第１運転において、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度が目標値に近づくように、前記膨張弁の開度を調整する、
   請求項１又は２に記載の冷凍装置。
4. 前記制御部は、前記湿り運転判定において前記湿り運転であると判定された場合に、所定時間経過後も前記湿り運転が継続していれば、前記圧縮機の容量をさらに大きくする（Ｓ１５，Ｓ１６）、
   請求項１から３のいずれかに記載の冷凍装置。
5. 前記制御部は、前記湿り運転判定において前記湿り運転であると判定された後、前記湿り運転が上限時間まで継続したとき、あるいは、前記圧縮機の容量が上限容量に達したときに、前記圧縮機を再起動させる（Ｓ１７，Ｓ１８）、
   請求項４に記載の冷凍装置。
6. 前記圧縮機および前記熱源側熱交換器に、複数の前記膨張弁および複数の前記利用側熱交換器が並列に接続され、接続後に冷媒充填が行われる、
   請求項１から５のいずれかに記載の冷凍装置。
7. 前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記膨張弁および前記利用側熱交換器を循環する冷凍サイクルに、Ｒ３２冷媒が充填される、
   請求項１から６のいずれかに記載の冷凍装置。

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