JP2015108459A - 冷凍装置及び冷凍装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御パラメータが制御目標値から大きく外れる過大な変動をするときに、冷媒回路を平常状態に速やかに復帰させることができ、しかも冷媒回路の平常時においては安定した制御が維持される冷凍装置を提供する。
【解決手段】室外側制御装置３７あるいは室内側制御装置４７，５７，６７は、制御パラメータが制御目標値から所定値以上離れるような過大変動を検出し、互いに動作量の変更の操作が異なる第１動作量変更操作と第２動作量変更操作とを切り換え可能に構成され、過大変動が検出されていないときは第１動作量変更操作を用い、過大変動が検出されているときに第１動作量変更操作よりも制御パラメータを制御目標値に速く近づけられる第２動作量変更操作に切り換える。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置及びその制御方法、特に、冷媒を循環させて蒸気圧縮式冷凍サイクルを行なう冷凍装置及びその制御方法に関する。

空気調和装置などの冷凍装置には、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒との熱交換を行なわせる熱源側熱交換器及び利用側熱交換器と、冷媒を減圧する減圧機構を有し、冷媒を循環させて蒸気圧縮式冷凍サイクルを行なう冷媒回路を備えるものがある。このような冷凍装置では、外乱などによって冷媒回路を制御するための制御パラメータが大きく変動した時には、制御パラメータが制御目標値から大きく外れることによって、圧縮機の吸入側が気液二相状態になったり、冷凍装置が過熱状態になったりするなどの何らかの不具合が発生する可能性が高くなる。このような制御パラメータの大きな変動に起因する不具合から脱出させるために、できるだけ早く制御パラメータを制御目標値に収束させることが行なわれている。

例えば、特許文献１（特開平５−１０６０３号公報）の冷却装置やその制御方法には、ファジィ推論をＰＩＤ（比例積分微分）制御に適用して膨張弁（圧縮機構）の開度を調整する技術が示されている。ファジィ推論を用いれば、平常時の運転の制御だけでなく、外乱などによって制御パラメータが大きく変動するような場合にも適切に対応できるような制御を構築することが可能である。

しかし、ＰＩＤ（比例積分微分）制御にファジィ推論のルールなどを適用しようとすると、冷却装置の実機に対する実験で種々の条件を細かに決定していかなければならない。そのため、冷却装置の実機にファジィ推論を実装しようとすると非常に手間がかかる。また、手間を掛けてファジィ推論を実装しても、ファジィ推論では入力値が同じであれば出力値が同じになるので、過大な変化では過渡状態と平常状態とを区別して制御することが難しいケースも生じる。

本発明の課題は、制御パラメータが制御目標値から大きく外れる過大な変動をするときに、冷媒回路を平常状態に速やかに復帰させることができ、しかも冷媒回路の平常時においては安定した制御が維持される冷凍装置を提供することである。

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、アクチュエータを有し、冷媒を循環させて行なう蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒の状態変化をアクチュエータによって調節する冷媒回路と、冷媒回路に取り付けられ、冷凍サイクルの冷媒の状態変化に関連する冷媒の状態量を検知して現在状態量を出力するセンサと、現在状態量から算出される制御パラメータを制御目標値に近づけるように、アクチュエータの動作量を変更する制御装置と、を備え、制御装置は、制御パラメータが制御目標値から所定値以上離れるような過大変動を検出し、互いに動作量の変更の操作が異なる第１動作量変更操作と第２動作量変更操作とを切り換え可能に構成され、過大変動が検出されていないときは第１動作量変更操作を用い、過大変動が検出されているときに第１動作量変更操作よりも制御パラメータを制御目標値に速く近づけられる第２動作量変更操作に切り換える、ものである。

第１観点の冷凍装置においては、外乱などによって制御パラメータが大きく振れた過大変動を制御パラメータが制御目標値から所定値以上離れるか否かによって検出する。このような過大変動時には、制御装置は、第２動作量変更操作を用いてアクチュエータの動作量を変更することで制御パラメータを制御目標値に速く近づけ、過大変動時の冷媒回路の不適切状態から速やかに脱出できる状態にする。一方、制御装置は、過大変動時以外では第２動作量変更操作を用いないで第１動作量変更操作を用いてアクチュエータの動作量を変更することで、平常時のハンチングが防止される。

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において、制御装置は、制御目標値と制御パラメータとの偏差が閾値を超えたときに過大変動が生じたと判断する、ものである。

第２観点の冷凍装置においては、制御目標値と制御パラメータとの偏差が閾値を越えるか否かを判断するだけのため、過大変動の判断が簡単になる。

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において、制御装置は、過大変動が生じたと判断して、制御パラメータが制御目標値に近づいているときに第１動作量変更操作から第２動作量変更操作に切り換える、ものである。

第３観点の冷凍装置においては、制御パラメータが制御目標値に近づいているときに第２動作量変更操作に切り換えることで、制御パラメータを制御目標値に速く近づけられ、また制御目標値に近づいていることは制御パラメータと制御目標値の関係から容易に知れる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第３観点に係る冷凍装置において、操作変更部は、過大変動が生じたと判断して制御パラメータが制御目標値に近づいているときに第１動作量変更操作から第２動作量変更操作に切り換えた後に、制御パラメータが制御目標値から離れる方向の変化をしたときは第２動作量変更操作から第１動作量変更操作に戻す、ものである。

第４観点の冷凍装置においては、過大変動が生じたと判断して制御パラメータが制御目標値に近づいているときに制御パラメータが制御目標値から離れる方向の変化をしたときは、第２動作量変更操作から第１動作量変更操作に戻すことにより、制御パラメータの制御目標値への到達を妨げる動作を小さくして、制御の不安定化を抑制するとともに、制御パラメータの制御目標値への収束を早めることができる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第３観点又は第４観点の冷凍装置において、制御装置は、第２動作量変更操作に切り換えた後、制御パラメータが制御目標値を超えて次に制御目標値に達したときに過大変動が終了したと判断し、過大変動が終了したと判断されたときに第２動作量変更操作から第１動作量変更操作に切り換える、ものである。

第５観点の冷凍装置においては、制御パラメータが制御目標値になって直ぐに第２動作量変更操作から第１動作量変更操作に切り換えるのではなく、２度目に制御パラメータが制御目標値になった時点で第２動作量変更操作から第１動作量変更操作に切り換えるので、第２動作量変更操作で制御パラメータが制御目標値に収束するまでの期間を長く取ることができる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第３観点から第５観点のいずれかの冷凍装置において、制御装置は、アクチュエータの動作量を偏差に比例する比例項と偏差の積分に比例する積分項とを持つ比例積分制御により変更し、操作変更部は、第１動作量変更操作の比例ゲインよりも第２動作量変更操作の比例ゲインが大きくなるように設定されている、ものである。

第６観点の冷凍装置においては、第１動作量変更操作と第２動作量変更操作で比例積分制御の比例ゲインを変更するだけで済む。

本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかの冷凍装置において、冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒との熱交換を行なわせる熱源側熱交換器及び利用側熱交換器と、熱源側熱交換器に送風する熱源側ファン及び利用側熱交換器に送風する利用側ファンと、冷媒の減圧を弁開度により調節可能な減圧機構とを持ち、アクチュエータが圧縮機、熱源側ファン、利用側ファン及び減圧機構のうちの少なくとも一つを含む、ものである。

第７観点の冷凍装置においては、過大変動時には、制御装置は、第２動作量変更操作を用いて圧縮機、熱源側ファン、利用側ファン及び減圧機構のうちの少なくとも一つの動作量を変更することで制御パラメータを制御目標値に速く近づけ、過大変動時の冷媒回路の不適切状態から速やかに脱出できる状態にする。一方、制御装置は、過大変動時以外では第２動作量変更操作を用いないで第１動作量変更操作を用いて圧縮機、熱源側ファン、利用側ファン及び減圧機構のうちの少なくとも一つの動作量を変更することで、平常時のハンチングが防止される。

本発明の第８観点に係る冷凍装置の制御方法は、アクチュエータを有し、冷媒を循環させて行なう蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒の状態変化をアクチュエータによって調節する冷媒回路と、冷媒回路に取り付けられ、冷凍サイクルの冷媒の状態変化に関連する冷媒の状態量を検知して現在状態量を出力するセンサとを備え、現在状態量から算出される制御パラメータを制御目標値に近づけるように、アクチュエータの動作量を変更させる冷凍装置の制御方法であって、制御パラメータが制御目標値から所定値以上離れるような過大変動を検出する変動検出ステップと、互いに動作量の変更の操作が異なる第１動作量変更操作と第２動作量変更操作とを切り換え可能な操作変更ステップと、を有し、操作変更ステップでは、過大変動が検出されていないときは第１動作量変更操作を用い、過大変動が検出されているときに第１動作量変更操作よりも制御パラメータを制御目標値に速く近づけられる第２動作量変更操作に切り換える、ものである。

第８観点の冷凍装置においては、外乱などによって制御パラメータが大きく振れた過大変動を制御パラメータが制御目標値から所定値以上離れるか否かによって変動検出ステップ部で検出する。このような過大変動時には、操作変更ステップでは、第２動作量変更操作を用いてアクチュエータの動作量を変更することで制御パラメータを制御目標値に速く近づけ、過大変動時の冷媒回路の不適切状態から速やかに脱出できる状態にする。一方、操作変更ステップでは、過大変動時以外では第２動作量変更操作を用いないで第１動作量変更操作を用いてアクチュエータの動作量を変更することで、平常時のハンチングが防止される。

本発明の第１観点に係る冷凍装置又は第８観点に係る冷凍装置の制御方法では、制御パラメータが制御目標値から大きく外れる過大な変動をするときに、第２動作量変更操作を用いて冷媒回路の平常状態に速やかに復帰させることができ、しかも冷媒回路の平常時においては第１動作量変更操作を用いて安定した制御が維持される。

本発明の第２観点に係る冷凍装置では、過大変動の判断が簡単になり、制御装置における制御が簡単になる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置では、制御パラメータの変動を抑えられ、また第１動作量変更操作から第２動作量変更操作に切り換える制御が簡単になる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置では、過大変動が生じたと判断して制御パラメータが制御目標値に近づいているときに制御パラメータが制御目標値から離れる方向の変化をしたときにさらに安定した制御の維持が可能になる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置では、第２動作量変更操作で制御パラメータが制御目標値に収束するまでの期間を長く取れ、制御パラメータの変動を抑えられる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置では、第１動作量変更操作と第２動作量変更操作で比例積分制御の比例ゲインを変更するだけであるため制御が簡単になる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置では、制御パラメータが制御目標値から大きく外れる過大な変動をするときに、第２動作量変更操作を用いて冷媒回路の平常状態に速やかに復帰させることができ、しかも冷媒回路の平常時においては第１動作量変更操作を用いて安定した制御が維持される。

本発明に係る空気調和装置の構成の概要を示す回路図。 図１の空気調和装置の制御系統を説明するためのブロック図。 室内側制御装置の室内膨張弁の冷房時の制御例を説明するためのフローチャート。 室内側制御装置の室内膨張弁の冷房時の従来の制御例を説明するためのグラフ。 室内側制御装置の室内膨張弁の冷房時の制御例を説明するためのグラフ。 室内側制御装置の室内膨張弁の暖房時の制御例を説明するためのフローチャート。 室外側制御装置の圧縮機の冷房時の制御例を説明するためのフローチャート。 室外側制御装置の圧縮機の冷房時の制御例を説明するためのグラフ。 変形例に係る室内側制御装置の室内膨張弁の冷房時の制御例を説明するためのフローチャート。 変形例に係る室内側制御装置の室内膨張弁の冷房時の制御例を説明するためのグラフ。 変形例に係る室内側制御装置の室内膨張弁の暖房時の制御例を説明するためのフローチャート。 変形例に係る室外側制御装置の圧縮機の冷房時の制御例を説明するためのフローチャート。 変形例に係る室外側制御装置の圧縮機の冷房時の制御例を説明するためのグラフ。

（１）空気調和装置の構成
以下の説明では、一実施形態に係る冷凍装置として、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される空気調和装置を例に挙げている。図１は、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構成の概略を示す回路図である。図１に示されている空気調和装置１０は、主として、１台の熱源ユニットとしての室外機２０と、それに並列に接続された複数台（本実施形態では、３台）の利用ユニットとしての室内機４０，５０，６０と、室外機２０と室内機４０，５０，６０とを接続する冷媒連絡管としての液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１０の蒸気圧縮式の冷媒回路１１は、室外機２０と、室内機４０，５０，６０と、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２とが接続されることによって構成されている。

（１−１）室内機
室内機４０，５０，６０は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、または、室内の壁面に壁掛け等により例えば会議室などの一つの部屋１に設置されている。これら室内機４０と室内機５０、６０とは同様の構成であるため、ここでは、室内機４０の構成のみ説明し、室内機５０、６０の構成については、それぞれ、室内機４０の各部を示す４０番台の符号の代わりに５０番台または６０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

室内機４０は、主として、冷媒回路１１の一部を構成する室内側冷媒回路１１ａ（室内機５０では室内側冷媒回路１１ｂ、室内機６０では室内側冷媒回路１１ｃ）を有している。この室内側冷媒回路１１ａは、主として、膨張機構としての室内膨張弁４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器４２とを有している。なお、本実施形態では、膨張機構として室内機４０，５０，６０それぞれに室内膨張弁４１，５１，６１を設けているが、これに限らずに、膨張機構（膨張弁を含む）を室外機２０に設けてもよいし、室内機４０，５０，６０や室外機２０とは独立した接続ユニットに設けてもよい。

室内膨張弁４１は、室内側冷媒回路１１ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器４２の液側に接続された電動膨張弁であり、冷媒の通過を遮断することも可能である。

室内熱交換器４２は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器４２は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には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。

室内機４０は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、熱交換後の室内空気を供給空気として室内に供給するための送風機としての室内ファン４３を有している。室内ファン４３は、室内熱交換器４２に供給する空気の風量を所定風量範囲において可変することが可能なファンであり、例えばＤＣファンモータ等からなるモータ４３ｍによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。この室内ファン４３では、風量が最も小さい弱風、風量が最も大きい強風、及び弱風と強風との中間程度の中風の３種類の固定風量に設定する風量固定モードと、過熱度ＳＨや過冷却度ＳＣなどに応じて弱風から強風までの間において自動的に変更する風量自動モードと、リモートコントローラ等の入力装置によって手動で変更する風量設定モードのいずれかを選択して設定することができる。すなわち、利用者が例えばリモートコントローラを使って「弱風」、「中風」、及び「強風」のいずれかを選択した場合には、弱風で固定される風量固定モードとなり、「自動」を選択した場合には、運転状態に応じて自動的に風量が変更される風量自動モードとなる。なお、ここでは、室内ファン４３の風量のファンタップが「弱風」、「中風」、及び「強風」の３段階で切り換えられる構成を説明している。また、室内ファン４３の風量である室内ファン風量Ｇａは、例えばモータ４３ｍの回転数をパラメータとする演算から導くことができる。そのほかに、室内ファン風量Ｇａは、モータ４３ｍの電流値に基づく演算から導く方法や、設定されているファンタップに基づく演算から導く方法などがある。

また、室内機４０には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器４２の液側には、冷媒の温度（すなわち、暖房運転時における凝縮圧力相当飽和温度（以下、凝縮温度という）Ｔｃまたは冷房運転時における蒸発圧力相当飽和温度（以下、蒸発温度という）Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出する液側温度センサ４４が設けられている。室内熱交換器４２のガス側には、冷媒の温度を検出するガス側温度センサ４５が設けられている。室内機４０の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度Ｔｒ）を検出する室内温度センサ４６が設けられている。液側温度センサ４４、ガス側温度センサ４５及び室内温度センサ４６には、例えばサーミスタを用いることができる。また、室内機４０は、室内機４０を構成する各部の動作を制御する室内側制御装置４７を有している。室内側制御装置４７は、室内機４０における現在の空調能力等を演算する空調能力演算部４７ａと、現在の空調能力に基づいてその能力を発揮するのに必要な要求蒸発温度Ｔｅｒまたは要求凝縮温度Ｔｃｒを演算する要求温度演算部４７ｂとを有する（図２参照）。そして、室内側制御装置４７は、室内機４０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４７ｃ等を有しており、室内機４０を個別に操作するためのリモートコントローラ（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外機２０との間で伝送線８０ａを介して制御信号等のやりとりを行ったりすることができるようになっている。

（１−２）室外機
室外機２０は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２を介して室内機４０，５０，６０に接続されており、室内機４０，５０，６０とともに冷媒回路１１を構成している。そして、室外機２０は、主として、冷媒回路１１の一部を構成する室外側冷媒回路１１ｄを有している。この室外側冷媒回路１１ｄは、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３と、膨張機構としての室外膨張弁３８と、アキュムレータ２４と、液側閉鎖弁２６と、ガス側閉鎖弁２７とを有している。

圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータにより回転数が制御されるモータ２１ｍによって駆動される容積式圧縮機である。なお、ここに示されている室外機２０が有する圧縮機２１は、１台であるが、室内機の接続台数が多い場合などには、圧縮機の台数を２台以上とすることもできる。

四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁である。冷房運転時には、圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として室外熱交換器２３を機能させ、かつ、室外熱交換器２３において凝縮される冷媒の蒸発器として室内熱交換器４２，５２，６２を機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側（具体的には、アキュムレータ２４）とガス冷媒連絡管７２側とを接続する（冷房運転状態：図１の四路切換弁２２の実線を参照）。一方、暖房運転時には、圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として室内熱交換器４２，５２，６２を機能させ、かつ、室内熱交換器４２，５２，６２において凝縮される冷媒の蒸発器として室外熱交換器２３を機能させるために、圧縮機２１の吐出側とガス冷媒連絡管７２側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（暖房運転状態：図１の四路切換弁２２の破線を参照）。

室外熱交換器２３は、例えばクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、空気を熱源とするために空気と冷媒との間の熱交換をさせるための機器である。室外熱交換器２３は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には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２３は、そのガス側が四路切換弁２２に接続され、その液側が室外膨張弁３８に接続されている。

室外膨張弁３８は、室外側冷媒回路１１ｄ内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、冷房運転を行う際の冷媒回路１１における冷媒の流れ方向において室外熱交換器２３の下流側に配置された電動膨張弁である。つまり、室外膨張弁３８は、室外熱交換器２３の液側に接続されている。

室外機２０は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３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送風機としての室外ファン２８を有している。この室外ファン２８は、室外熱交換器２３に供給する空気の風量を可変することが可能なファンであり、例えばＤＣファンモータ等からなるモータ２８ｍによって駆動されるプロペラファン等である。

液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２６は、冷房運転を行う際の冷媒回路１１における冷媒の流れ方向において室外膨張弁３８の下流側であって液冷媒連絡管７１の上流側に配置されており、冷媒の通過を遮断することが可能である。ガス側閉鎖弁２７は、四路切換弁２２に接続されており、冷媒の通過を遮断することが可能である。

また、室外機２０には、圧縮機２１の吸入圧力（すなわち、冷房運転時における蒸発圧力Ｐｅに対応する冷媒圧力）を検出する吸入圧力センサ２９と、圧縮機２１の吐出圧力（すなわち、暖房運転時における凝縮圧力Ｐｃに対応する冷媒圧力）を検出する吐出圧力センサ３０と、圧縮機２１の吸入温度を検出する吸入温度センサ３１と、圧縮機２１の吐出温度を検出する吐出温度センサ３２とが設けられている。室外機２０の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の温度（すなわち、室外温度）を検出する室外温度センサ３６が設けられている。吸入温度センサ３１、吐出温度センサ３２、及び室外温度センサ３６には、例えばサーミスタを用いることができる。また、室外機２０は、室外機２０を構成する各部の動作を制御する室外側制御装置３７を有している。室外側制御装置３７は、図２に示すように、圧縮機２１の運転容量を制御するための目標蒸発温度Ｔｅｔまたは目標凝縮温度Ｔｃｔ（又は目標蒸発温度差ΔＴｅｔまたは目標凝縮温度差ΔＴｃｔ）を決定する目標値決定部３７ａを有する。そして、室外側制御装置３７は、室外機２０の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ(図示せず)、メモリ３７ｂやモータ２１ｍを制御するインバータ回路等を有しており、室内機４０，５０，６０の室内側制御装置４７，５７，６７との間で伝送線８０ａ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、室内側制御装置４７，５７，６７と室外側制御装置３７と、それらの間を接続する伝送線８０ａとによって、空気調和装置１０全体の運転制御を行う運転制御装置８０が構成されている。

運転制御装置８０は、図２に示されるように、吸入圧力センサ２９、吐出圧力センサ３０、吸入温度センサ３１、吐出温度センサ３２、室外温度センサ３６、液側温度センサ４４，５４，６４、ガス側温度センサ４５，５５，６５及び室内温度センサ４６，５６，６６の検出信号を受けることができるように接続されている。また、運転制御装置８０は、これらの検出信号等に基づいて室外機２０及び室内機４０，５０，６０を制御することができるように圧縮機２１、四路切換弁２２、室外ファン２８、室外膨張弁３８、室内膨張弁、４１，５１，６１及び室内ファン４３，５３，６３などに接続されている。さらに、運転制御装置８０を構成するメモリ３７ｂ、４７ｃ，５７ｃ，６７ｃには、空気調和装置１０を制御するための各種データが格納されている。

（１−３）冷媒連絡管
液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２は、空気調和装置１０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、設置場所や室外機と室内機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。例えば、新規に空気調和装置１０をビルなどに設置する場合には、空気調和装置１０に対して、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２の長さや管径等の設置条件に応じた適正な量の冷媒が充填される。

以上のように、室内側冷媒回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、室外側冷媒回路１１ｄと、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２とが接続されて、空気調和装置１０の冷媒回路１１が構成されている。そして、空気調和装置１０は、室内側制御装置４７，５７，６７と室外側制御装置３７とから構成される運転制御装置８０によって、四路切換弁２２により冷房運転及び暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内機４０，５０，６０の運転負荷に応じて、室外機２０及び室内機４０，５０，６０の各機器の制御を行うようになっている。

（２）空気調和装置の動作
（２−１）冷房運転
まず、冷房運転について、図１を用いて説明する。冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡管７２を介して室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に接続された状態となっている。ここで、室外膨張弁３８は、全開状態にされている。液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、開状態にされている。室内膨張弁４１は、室内熱交換器４２の出口（すなわち、室内熱交換器４２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨ１が目標過熱度ＳＨｔ１になるように開度調節され、室内膨張弁５１は、室内熱交換器５２の出口（すなわち、室内熱交換器５２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨ２が目標過熱度ＳＨｔ２になるように開度調節され、室内膨張弁６１は、室内熱交換器６２の出口（すなわち、室内熱交換器６２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨ３が目標過熱度ＳＨｔ３になるように開度調節されるようになっている。

なお、目標過熱度ＳＨｔ１，ＳＨｔ２，ＳＨｔ３は、所定の過熱度範囲の内で室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３が設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３に収束するために最適な温度値に設定される。各室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３は、各ガス側温度センサ４５，５５，６５により検知される冷媒温度値（Ｔｇ）から各液側温度センサ４４，５４，６４により検知される冷媒温度値（蒸発温度Ｔｅに対応）を差し引くことによってそれぞれ検出される。ただし、各室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過熱度ＳＨ１、ＳＨ２，ＳＨ３は、上述の方法で検出することに限らずに、吸入圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吸入圧力を蒸発温度Ｔｅに対応する飽和温度値に換算し、各ガス側温度センサ４５，５５，６５により検知される冷媒温度値からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって検出してもよい。

なお、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器４２，５２，６２内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度値を、ガス側温度センサ４５，５５，６５により検知される冷媒温度値から差し引くことによって、各室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３をそれぞれ検出するようにしてもよい。

この冷媒回路１１の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３，５３，６３を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られて、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁２６及び液冷媒連絡管７１を経由して、室内機４０，５０，６０に送られる。

この室内機４０，５０，６０に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁４１，５１，６１によってそれぞれ圧縮機２１の吸入圧力近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器４２，５２，６２に送られ、室内熱交換器４２，５２，６２においてそれぞれ室内空気と熱交換を行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７２を経由して室外機２０に送られ、ガス側閉鎖弁２７及び四路切換弁２２を経由して、アキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。このように、空気調和装置１０では、室外熱交換器２３を圧縮機２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４２，５２，６２を室外熱交換器２３において凝縮された後に液冷媒連絡管７１及び室内膨張弁４１，５１，６１を通じて送られる冷媒の蒸発器としてそれぞれ機能させる冷房運転を行うことが可能である。なお、この空気調和装置１０では、室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に冷媒の圧力を調整する機構が室内機４０，５０，６０のそれぞれにないため、全ての室内熱交換器４２，５２，６２における蒸発圧力Ｐｅが共通の圧力となる。

（２−２）暖房運転
次に、暖房運転について、図１を用いて説明する。暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態（暖房運転状態）、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡管７２を介して室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３８は、室外熱交換器２３に流入する冷媒を室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な圧力（すなわち、蒸発圧力Ｐｅ）まで減圧するために開度調節されるようになっている。また、液側閉鎖弁２６及びガス側閉鎖弁２７は、開状態にされている。室内膨張弁４１，５１，６１は、室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３がそれぞれ目標過冷却度ＳＣｔ１，ＳＣｔ２，ＳＣｔ３になるように開度調節されるようになっている。なお、目標過冷却度ＳＣｔ１，ＳＣｔ２，ＳＣｔ３は、その時の運転状態に応じて特定される過冷却度範囲の内で室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３が設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３に収束するために最適な温度値に設定される。室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３は、吐出圧力センサ３０により検出される圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを凝縮温度Ｔｃに対応する飽和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ４４，５４，６４により検知される冷媒温度値を差し引くことによってそれぞれ検出される。

なお、本実施形態では採用していないが各室内熱交換器４２，５２，６２内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される凝縮温度Ｔｃに対応する冷媒温度値を、液側温度センサ４４，５４，６４により検知される冷媒温度値から差し引くことによって室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３をそれぞれ検出するようにしてもよい。

この冷媒回路１１の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３，５３，６３を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２、ガス側閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡管７２を経由して、室内機４０，５０，６０に送られる。そして、室内機４０，５０，６０に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４２，５２，６２において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内膨張弁４１，５１，６１を通過する際に、室内膨張弁４１，５１，６１の弁開度に応じて減圧される。

この室内膨張弁４１，５１，６１を通過した冷媒は、液冷媒連絡管７１を経由して室外機２０に送られ、液側閉鎖弁２６及び室外膨張弁３８を経由してさらに減圧された後に、室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。なお、この空気調和装置１０では、室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に冷媒の圧力を調整する機構がないため、全ての室内熱交換器４２，５２，６２における凝縮圧力Ｐｃが共通の圧力となる。

（３）室内制御装置による室内膨張弁の制御
（３−１）冷房時
以下においては、主に室内側制御装置４７による室内膨張弁４１の冷房時の制御について説明するが、同様のことが室内側制御装置５７，６７による室内膨張弁５１，６１の制御についても行なわれる。室内膨張弁４１の制御では、室内側制御装置４７が通常時の第１制御状態と過大変動状態時の第２制御状態のいずれかを選択する。第１制御状態では、従来と同様に、例えば室内膨張弁４１の弁開度の制御量ΔＥＶが比例積分（ＰＩ）制御に従っている。

現在の過熱度ＳＨ１と目標過熱度ＳＨｔ１との偏差（＝ＳＨ１−ＳＨｔ１）をｅと表し、前回の偏差をｅ_prevと表し、αとβを定数とすると、ΔＥＶ＝α・（ｅ−ｅ_prev）＋β・ｅという式に従って制御量ΔＥＶが決定される。制御量ΔＥＶを決定するための計算は例えば一定時間が経過するごとに行なわれる。

第２制御状態では、比例ゲインを第１制御状態よりも大きくする。つまり、αに１よりも大きな定数γを掛けて式を変形する。その結果、第２制御状態で用いられる制御量ΔＥＶは、ΔＥＶ＝α・γ・（ｅ−ｅ_prev）＋β・ｅという式に従って算出される。図３は、冷房運転時の運転制御装置８０における過大変動状態の判定と第１制御状態を採るか第２制御状態を採るかの選択手順を示すフローチャートである。また、図４は、第１制御状態のみで制御した場合、つまり従来の相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨｔ１と弁開度ＥＶとの関係の一例を示すグラフである。図５は、第２制御状態との切り換えを行なった場合の相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨｔ１と閾値εとの関係の一例を示すグラフである。図４及び図５において、実線は相対過熱度ＲＳＨ１を表しており、一点鎖線は弁開度ＥＶを表している。

図３乃至図５を用いながら、一実施形態の運転制御装置８０による冷房時の室内膨張弁の制御について説明する。各室内機４０，５０，６０について、それぞれ図３の判断と操作が行われるが、以下の説明では室内機４０を例に挙げて説明し、室内機５０，６０についての説明は一部省略する。

ステップＳ１では、室内膨張弁４１，５１，６１がモデルベースＩＰ制御により制御量ＥＶの決定をされているか否かを、室内側制御装置４７，５７，６７が判断する。つまり、制御対象である室内膨張弁４１，５１，６１の入出力の関係を数式化したモデルを用いて、その制御対象である室内膨張弁４１，５１，６１の制御系を実現しているか否かを判断する。室内膨張弁４１，５１，６１の制御量ΔＥＶがモデルベースＩＰ制御によって決定されている場合には、次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ガス側温度センサ４５により室内熱交換器４２の出口側の現在の冷媒温度値（Ｔｇ）が取得され、液側温度センサ４４により室内熱交換器４２の入口側の現在の冷媒温度値（Ｔｅ）が取得される。このとき同時に、室内温度（Ｔｒ）を室内温度センサ４６により取得する。ガス側温度センサ４５により検知される冷媒温度値（Ｔｇ）から液側温度センサ４４により検知される現在の冷媒温度値（Ｔｅ）を差し引いて過熱度ＳＨ１を得る。そして、さらに、相対過熱度ＲＳＨ１と過熱度ＳＨ１と室内温度Ｔｒと蒸発温度Ｔｅの関係式〔ＲＳＨ＝ＳＨ／（Ｔｒ−Ｔｅ）〕を用いて、相対過熱度ＲＳＨ１が算出される。

ステップＳ３では、室内側制御装置４７が、目標相対過熱度ＲＳＨｔ１をメモリ４７ｃから読み出す。そして、ステップＳ２で算出された相対過熱度ＲＳＨ１から目標相対過熱度ＲＳＨｔ１を差し引いた値と比較する閾値εが予め決められている。例えば、相対過熱度ＲＳＨ１から目標相対過熱度ＲＳＨｔ１を差し引いた値が閾値εよりも大きければ、室内側制御装置４７は過大変動状態にあると判定される。

相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨｔ１との偏差が閾値εを超える時刻ｔ１までは、どちらも第１制御状態が続いている。つまり、相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨｔ１との偏差が閾値εを超えるまでは、ステップＳ３からステップＳ２に戻って、以後ステップＳ２，Ｓ３の操作が繰り返される。

時刻ｔ１では、従来と異なり、運転制御装置８０は、相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨｔ１との差が閾値εを超えるので、第１制御状態から第２制御状態に切り換える。しかし、第２制御状態になっても、運転制御装置８０は、すぐには比例ゲインを増加する操作状態（第２動作量変更操作）に移行するわけではない。

ステップＳ４では、ステップＳ２と同様に、ガス側温度センサ４５と液側温度センサ４４により取得される室内熱交換器４２の出口側と入り口側の現在の冷媒温度値（Ｔｅ，Ｔｇ）を用いて、過熱度ＳＨ１が計算される。

ステップＳ５では、前回計算された過熱度の偏差ｅ_prevと上述のステップＳ４で計算された過熱度から導かれる現時の偏差ｅが比較される。そして、ｅ−ｅ_prev＜０になったか否かが判定される。この判定は、つまり相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が下がり始めた時点（時刻ｔ２）を知るためのものである。ｅ−ｅ_prev＜０になる時刻ｔ２以降にステップＳ５の判断が行われると、Ｙｅｓと判断されて次のステップＳ６に進む。時刻ｔ２になるまでは、ステップＳ５からステップＳ４に戻って、ｅ−ｅ_prev＜０になるまでステップＳ４，Ｓ５の操作が繰り返される。

ステップＳ６では、運転制御装置８０は、比例ゲインを増加させ、時刻ｔ２以降は、ΔＥＶ＝α・γ・（ｅ−ｅ_prev）＋β・ｅという式に従って室内膨張弁４１の開度が変化する。そのため、時刻ｔ２以降は、図４と図５を比較すると、図５に示されているグラフの方が弁開度ＥＶの変化が大きくなる。そのため、図５のグラフの相対過熱度ＲＳＨ１が目標相対過熱度ＲＳＨｔ１に到達する時刻ｔ３の方が、図４のグラフの相対過熱度ＲＳＨが目標相対過熱度ＲＳＨｔ１に達する時刻ｔ４に比べて早くなっている。

図４の時刻ｔ６と図５の時刻ｔ５において、相対過熱度ＲＳＨ１が極小値になっているが、比例ゲインを増加させている図５の場合の方が冷媒回路１１で冷媒の状態が悪化する程度を軽減することができることから、相対過熱度ＲＳＨ１が目標値よりも大きく低下するのが抑制されている。つまり、図４の時刻ｔ６における相対過熱度ＲＳＨ１の値よりも図５の時刻ｔ５における相対過熱度ＲＳＨ１の値の方が大きくなっている。

ステップＳ７における判断ついては後から説明することにして、先にステップＳ８〜Ｓ１１の操作について説明する。図５では、相対過熱度ＲＳＨ１のグラフが時刻ｔ７で目標相対過熱度ＲＳＨｔ１になっている。ステップＳ８では、ステップＳ２と同様にガス側温度センサ４５と液側温度センサ４４により取得される室内熱交換器４２の出口側と入り口側の現在の冷媒温度値（Ｔｅ，Ｔｇ）を用いて、相対過熱度ＲＳＨ１が計算される。

ステップＳ９では、比例ゲインを増加させる操作をしてから相対過熱度ＲＳＨ１が目標相対過熱度ＲＳＨｔ１よりも一度でも小さくなったか否かが判断される。図５の時刻ｔ３以降では、目標相対過熱度ＲＳＨｔ１よりも相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が下になるアンダーシュートが起きているので、そのことが室内側制御装置４７のメモリ４７ｃに記憶され、時刻ｔ３以降は第１制御状態に戻るまではステップＳ９で常に「Ｙｅｓ」と判断される。

しかし、図５の時刻ｔ３と時刻ｔ７との間では、目標相対過熱度ＲＳＨｔ１よりも相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が下にあるので、ＲＳＨ１＜ＲＳＨｔ１の状態が維持され、ステップＳ１０でＲＳＨ１≧ＲＳＨｔ１ではないと判断される。そして、ステップＳ８〜Ｓ１０の操作が繰り返されて、目標相対過熱度ＲＳＨｔ１が相対過熱度ＲＳＨ１に達するのを室内側制御装置４７が待つことになる。

図５に示されている時刻ｔ７を過ぎた時点で、ステップＳ１０では目標相対過熱度ＲＳＨｔ１が相対過熱度ＲＳＨ１に達したと判断されて、室内側制御装置４７は次のステップＳ１１に処理を進める。そして、比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻る。

ステップＳ７では、時刻ｔ２から時刻ｔ７の状態、つまり比例ゲインを増加させてから比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻るまでの時間が３０分以内に行なわれているか否かが判断される。もし、時刻ｔ２から３０分以内に第１制御状態に戻らない場合には、ステップＳ７での判断に基づいて強制的に第１制御状態に復帰させる。このような場合には、何らかの不具合が発生している可能性が高いので、通常の制御状態である第１制御状態に戻して通常の制御状態で運転制御装置８０に対応させる。

（３−２）暖房時
暖房時には、冷房時に行なわれていた過熱度ＳＨ１、ＳＨ２，ＳＨ３に基づく制御に代えて過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２、ＳＣ３に基づく制御が行なわれる。以下においては、室内側制御装置４７による室内膨張弁４１の冷房時の制御について説明するが、同様のことが室内側制御装置５７，６７による室内膨張弁５１，６１の制御についても行なわれる。室内膨張弁４１の制御では、室内側制御装置４７が第１制御状態と第２制御状態のいずれかを選択する。第１制御状態では、従来と同様に、例えば室内膨張弁４１の弁開度の制御量ΔＥＶが比例積分（ＰＩ）制御に従っている。

現在の過冷却度ＳＣ１と目標過冷却度ＳＣｔ１との偏差（＝ＳＣ１−ＳＣｔ１）をｅｗと表し、前回の偏差をｅｗ_prevと表し、αｗとβｗを定数とすると、ΔＥＶ＝αｗ・（ｅｗ−ｅｗ_prev）＋βｗ・ｅｗという式に従って制御量ΔＥＶが決定される。制御量ΔＥＶを決定するための計算は例えば一定時間が経過するごとに行なわれる。

暖房運転でも第２制御状態では、比例ゲインを第１制御状態よりも大きくする。つまり、αに１よりも大きな定数γｗを掛けて式を変形する。その結果、第２制御状態で用いられる制御量ΔＥＶは、ΔＥＶ＝αｗ・γｗ・（ｅｗ−ｅｗ_prev）＋βｗ・ｅｗという式に従って算出される。図６は、暖房運転時の運転制御装置８０における過大変動状態の判定と第１制御状態を採るか第２制御状態を採るかの選択手順を示すフローチャートである。

図６を用いながら、一実施形態の運転制御装置８０による暖房時の室内膨張弁の制御について説明する。各室内機４０，５０，６０について、それぞれ図６の判断と操作が行われるが、以下の説明では室内機４０を例に説明し、室内機５０，６０についての説明は一部省略する。

ステップＳ１ｗでは、ステップＳ１と同様に、室内膨張弁４１，５１，６１がモデルベースＩＰ制御により制御量ＥＶの決定をされているか否かを、室内側制御装置４７，５７，６７が判断し、室内膨張弁４１，５１，６１の制御量ΔＥＶがモデルベースＩＰ制御によって決定されている場合には、次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２ｗでは、ステップＳ２と異なり、吐出圧力センサ３０により検出される圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを凝縮温度Ｔｃに対応する飽和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値から液側温度センサ４４，５４，６４により検知される冷媒温度値を差し引くことによって過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３（現在状態量の例）がそれぞれ得られる。そして、さらに、相対過冷却度ＲＳＣと過冷却度ＳＣと室内温度Ｔｒと凝縮温度Ｔｃの関係式〔ＲＳＣ＝ＳＣ／（Ｔｃ−Ｔｒ）〕を用いて、各相対過冷却度ＲＳＣ１、ＲＳＣ２，ＲＳＣ３を算出する。

ステップＳ３ｗでは、ステップＳ３と同様に、室内側制御装置４７が、目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１をメモリ４７ｃから読み出す。そして、ステップＳ２ｗで算出された相対過冷却度ＲＳＣ１から目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１を差し引いた値と比較する閾値εｗが予め決められている。例えば、相対過冷却度ＲＳＣ１から目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１を差し引いた値が閾値εｗよりも大きければ、室内側制御装置４７は過大変動状態にあると判定する。相対過冷却度ＲＳＣ１と目標過冷却度ＲＳＣｓ１との偏差が閾値εｗを超えるまでは、ステップＳ３ｗからステップＳ２ｗに戻って、以後ステップＳ２ｗ，Ｓ３ｗの操作が繰り返される。

室内側制御装置４７は、相対過冷却度ＲＳＣ１と目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１との差が閾値εｗを超えるので、第１制御状態から第２制御状態に切り換える。しかし、第２制御状態になっても、室内側制御装置４７は、すぐには比例ゲインを増加する操作状態（第２動作量変更操作）に移行するわけではない。

ステップＳ４ｗでは、ステップＳ２ｗと同様に、過冷却度ＳＣ１が計算される。ステップＳ５では、前回計算された過冷却度の偏差ｅｗ_prevと上述のステップＳ４ｗで計算された過冷却度ｅｗが比較される。そして、ｅｗ−ｅｗ_prev＜０になったか否かが判定される。この判定は、つまり相対過冷却度ＲＳＣ１の曲線が下がり始めた時点を知るためのものである。ｅｗ−ｅｗ_prev＜０になるまでは、ステップＳ５からステップＳ４ｗに戻って、ｅｗ−ｅｗ_prev＜０になるまでステップＳ４ｗ，Ｓ５ｗの操作が繰り返される。

ｅｗ−ｅｗ_prev＜０になると、ステップＳ６ｗに進み、室内側制御装置４７は、比例ゲインを増加させ、ΔＥＶ＝αｗ・γｗ・（ｅｗ−ｅｗ_prev）＋βｗ・ｅｗという式に従って室内膨張弁４１の開度が変化する。そのため、弁開度ＥＶの変化が大きくなり、相対過冷却度ＲＳＣ１が目標過冷却度ＲＳＣｓ１に到達するまでの時間が短くなる。その結果、冷媒回路１１で冷媒の状態が悪化する程度を軽減することができることから、相対過冷却度ＲＳＣ１が目標値よりも大きく低下するのが抑制されている。

ステップＳ７ｗにおける判断ついては後から説明することにして、先にステップＳ８ｗ〜Ｓ１１ｗの操作について説明する。ステップＳ８ｗでは、ステップＳ２ｗと同様にガス側温度センサ４５と液側温度センサ４４により取得される室内熱交換器４２の出口側の現在の冷媒温度値と凝縮温度（Ｔｅ，Ｔｃ）を用いて、相対過冷却度ＲＳＣ１が計算される。

ステップＳ９ｗでは、比例ゲインを増加させる操作をしてから相対過冷却度ＲＳＣ１が目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１よりも一度でも小さくなったか否かが判断される目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１よりも相対過冷却度ＲＳＣ１の曲線が下になるアンダーシュートが起きていれば、そのことが室内側制御装置４７のメモリ４７ｃに記憶され、それ以降は第１制御状態に戻るまではステップＳ９ｗで常に「Ｙｅｓ」と判断される。

しかし、相対過冷却度ＲＳＣ１がアンダーシュートしている状態では、目標相対過冷却度ＲＳＣｓ1よりも相対過冷却度ＲＳＣ１の曲線が下にあるので、ＲＳＣ１＜ＲＳＣｓ１の状態が維持され、ステップＳ１０ｗでＲＳＣ１≧ＲＳＣｓ１ではないと判断される。そして、ステップＳ８ｗ〜Ｓ１０ｗの操作が繰り返されて、目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１が相対過冷却度ＲＳＣ１に達するのを室内側制御装置４７が待つことになる。

ステップＳ１０ｗでは目標相対過冷却度ＲＳＣｓ１が相対過冷却度ＲＳＣ１に達したと判断されると、室内側制御装置４７は次のステップＳ１１ｗに処理を進める。そして、比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻る。

ステップＳ７ｗでは、比例ゲインを増加させてから比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻るまでの時間が３０分以内に行なわれているか否かが判断される。もし、比例ゲインを増加させてから３０分以内に第１制御状態に戻らない場合には、ステップＳ７ｗでの判断に基づいて強制的に第１制御状態に復帰させる。

（４）室外側制御装置による圧縮機の制御
（４−１）冷房時
以下においては、室外側制御装置３７による圧縮機２１の冷房時の制御について説明する。圧縮機２１の制御では、室外側制御装置３７が通常時の第１制御状態と過大変動状態時の第２制御状態のいずれかを選択する。第１制御状態では、従来と同様に、例えば圧縮機２１の回転数の制御量ΔＦｋが比例積分（ＰＩ）制御に従っている。

現在の蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇと目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔとの偏差（＝Ｔｅｇ−Ｔｅｇｔ）をｅと表し、前回の偏差をｅ_prevと表し、α１とβ１を定数とすると、ΔＦｋ＝α１・（ｅ−ｅ_prev）＋β１・ｅという式に従って制御量ΔＦｋが決定される。制御量ΔＦｋを決定するための計算は例えば一定時間が経過するごとに行なわれる。

第２制御状態では、比例ゲインを第１制御状態よりも大きくする。つまり、α１に１よりも大きな定数γ１を掛けて式を変形する。その結果、第２制御状態で用いられる制御量ΔＦｋは、ΔＦｋ＝α１・γ１・（ｅ−ｅ_prev）＋β１・ｅという式に従って算出される。図７は、冷房運転時の運転制御装置８０における過大変動状態の判定と第１制御状態を採るか第２制御状態を採るかの選択手順を示すフローチャートである。また、図８は、第２制御状態との切り換えを行なった場合の蒸発側飽和圧力相当温度ＲＳＨ１と目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔと閾値εとの関係の一例を示すグラフである。

図７及び図８を用いながら、一実施形態の運転制御装置８０による冷房時の圧縮機の制御について説明する。

ステップＳ２１では、圧縮機２１がモデルベースＩＰ制御により制御量Ｆｋの決定をされているか否かを、室外側制御装置３７が判断する。つまり、制御対象である圧縮機２１の入出力の関係を数式化したモデルを用いて、その制御対象である圧縮機２１の制御系を実現しているか否かを判断する。圧縮機２１の制御量ΔＦｋがモデルベースＩＰ制御によって決定されている場合には、次のステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、吸入圧力センサ２９により吸入側の冷媒の圧力を検知し、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが算出される。

ステップＳ２３では、室外側制御装置３７が、目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔをメモリ３７ｂから読み出す。そして、目標蒸発側飽和圧力相当温度ＴｅｇｔからステップＳ２で算出された蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇを差し引いた値と比較する閾値ε１が予め決められている。例えば、目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔから蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇを差し引いた値が閾値ε１よりも大きければ、室外側制御装置３７は過大変動状態にあると判定する。

蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇと目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇとの偏差が閾値ε１を超える時刻ｔ１１までは第１制御状態が続いている。つまり、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇと目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔとの偏差が閾値ε１を超えるまでは、ステップＳ２３からステップＳ２２に戻って、以後ステップＳ２２，Ｓ２３の操作が繰り返される。

時刻ｔ１１では、従来と異なり、運転制御装置８０は、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇと目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔとの差が閾値ε１を超えるので、第１制御状態から第２制御状態に切り換える。しかし、第２制御状態になっても、運転制御装置８０は、すぐには比例ゲインを増加する操作状態（第２動作量変更操作）には移行するわけではない。

ステップＳ２４では、ステップＳ２２と同様に、吸入圧力センサ２９により吸入側の冷媒の圧力を検知し、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが算出される。

ステップＳ２５では、前回計算された偏差ｅ_prevと上述のステップＳ２４で計算された現在の偏差ｅが比較される。そして、ｅ−ｅ_prev＞０になったか否かが判定される。この判定は、つまり蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇの曲線が上がり始めた時点（時刻ｔ１２）を知るためのものである。ｅ−ｅ_prev＞０になる時刻ｔ１２以降にステップＳ２５の判断が行われると、Ｙｅｓと判断されて次のステップＳ２６に進む。時刻ｔ１２になるまでは、ステップＳ２５からステップＳ２４に戻って、ｅ−ｅ_prev＞０になるまでステップＳ２４，Ｓ２５の操作が繰り返される。

ステップＳ２６では、運転制御装置８０は、比例ゲインを増加させ、時刻ｔ１２以降は、ΔＦｋ＝α１・γ１・（ｅ−ｅ_prev）＋β１・ｅという式に従って圧縮機２１の回転数の制御量ΔＦｋが変化する。そのため、時刻ｔ１２以降は、回転数Ｆｋの変化が大きくなる。そのため、図８のグラフの蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔに到達する時刻ｔ１３の方が早くなる。また、図８の時刻ｔ１４において、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが極大値になっているが、比例ゲインを増加させているので冷媒回路１１で冷媒の状態が悪化する程度を軽減することができることから、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが目標値よりも大きく増大するのが抑制されている。

ステップＳ２７における判断ついては後から説明することにして、先にステップＳ２８〜Ｓ３１の操作について説明する。図８では、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇのグラフが時刻ｔ１５で目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔになっている。ステップＳ２８では、ステップＳ２２と同様に吸入圧力センサ２９により吸入側の冷媒の圧力を検知し、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが算出される。

ステップＳ２９では、比例ゲインを増加させる操作をしてから蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔよりも一度でも大きくなったか否かが判断される。図８の時刻ｔ１３以降では、目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔよりも蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇの曲線が上になるオーバーシュートが起きているので、そのことが室外側制御装置３７のメモリ３７ｂに記憶され、時刻ｔ１３以降は第１制御状態に戻るまではステップＳ９で常に「Ｙｅｓ」と判断される。

しかし、図８の時刻ｔ１３と時刻ｔ１５との間では、目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔよりも蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇの曲線が上にあるので、Ｔｅｇ＞Ｔｅｇｔの状態が維持され、ステップＳ３０でＴｅｇ≦Ｔｅｇｔではないと判断される。そして、ステップＳ２８〜Ｓ３０の操作が繰り返されて、目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔが蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇに達するのを室外側制御装置３７が待つことになる。

図８に示されている時刻ｔ１５を過ぎた時点で、ステップＳ１０では目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔが蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇに達したと判断されて、室外側制御装置３７は次のステップＳ３１に処理を進める。そして、比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻る。

ステップＳ２７では、時刻ｔ１２から時刻ｔ１５の状態、つまり比例ゲインを増加させてから比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻るまでの時間が１０分以内に行なわれているか否かが判断される。もし、時刻ｔ１２から１０分以内に第１制御状態に戻らない場合には、ステップＳ２７での判断に基づいて強制的に第１制御状態に復帰させる。このような場合には、何らかの不具合が発生している可能性が高いので、通常の制御状態である第１制御状態に戻して通常の制御状態で運転制御装置８０に対応させる。

（４−２）暖房時
室外側制御装置３７による圧縮機２１の暖房時の圧縮機２１の制御でも、室外側制御装置３７が通常時の第１制御状態と過大変動状態時の第２制御状態のいずれかを選択する。第１制御状態では、従来と同様に、例えば圧縮機２１の回転数の制御量ΔＦｋが比例積分（ＰＩ）制御に従っている。

現在の凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇと目標凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇｔとの偏差（＝Ｔｃｇ−Ｔｃｇｔ）をｅと表し、前回の偏差をｅ_prevと表し、α２とβ２を定数とすると、ΔＦｋ＝α２・（ｅ−ｅ_prev）＋β２・ｅという式に従って制御量ΔＦｋが決定される。制御量ΔＦｋを決定するための計算は例えば一定時間が経過するごとに行なわれる。

つまり、暖房時には、冷房時に行なわれていた蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇに基づく制御に代えて凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇに基づく制御が行なわれる。従って、上述の冷房時の説明の蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇを凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇに置き換えるだけであるので説明を省略する。例えば、第２制御状態では、比例ゲインを第１制御状態よりも大きくするが、α２に１よりも大きな定数γ２を掛けて式を変形し、第２制御状態で用いられる制御量ΔＦｋは、ΔＦｋ＝α２・γ２・（ｅ−ｅ_prev）＋β２・ｅという式に従って算出される。凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇは、吐出圧力センサ３０により圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力から算出される。また、目標凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇｔや閾値ε２は、メモリ３７ｂに記憶されている。

（５）特徴
（５−１）
上記実施形態において、空気調和装置１０（冷凍装置）は、外乱などによって過熱度ＳＨ、相対過熱度ＲＳＨ、過冷却度ＳＣ、相対過冷却度ＲＳＣ、凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇあるいは蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇ（制御パラメータの例）が大きく振れた過大変動を過熱度ＳＨ、相対過熱度ＲＳＨ、過冷却度ＳＣ、相対過冷却度ＲＳＣ、凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇあるいは蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが目標過熱度ＳＨｔ、目標相対過熱度ＲＳＨｔ、目標過冷却度ＳＣｔ、目標相対過冷却度ＲＳＣｔ、目標凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇｔあるいは目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔ（制御目標値の例）から閾値ε、εｗ、ε１、ε２（所定値の例）以上離れるか否かによって室外側制御装置３７や室内側制御装置４７，５７，６７（制御装置の例）で検出される。このような過大変動時には、室外側制御装置３７や室内側制御装置４７，５７，６７は、ＰＩ制御において比例ゲインが増加された変動量の算出式による操作（第２動作量変更操作の例）を用いて室内膨張弁４１，５１，６１や圧縮機２１（アクチュエータの例）の動作量を変更することで過大変動を過熱度ＳＨ、相対過熱度ＲＳＨ、過冷却度ＳＣ、相対過冷却度ＲＳＣ、凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇあるいは蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇが目標過熱度ＳＨｔ、目標相対過熱度ＲＳＨｔ、目標過冷却度ＳＣｔ、目標相対過冷却度ＲＳＣｔ、目標凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇｔあるいは目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔに速く近づけ、過大変動時の冷媒回路１１の不適切状態から速やかに脱出できる状態にする。一方、室外側制御装置３７や室内側制御装置４７，５７，６７は、過大変動時以外では通常のＰＩ制御の式による操作（第１動作量変更操作の例）を用いて室内膨張弁４１，５１，６１や圧縮機２１の動作量を変更することで、平常時のハンチングが防止される。

（６）変形例
（６−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、一台の室外機２０に複数台の室内機４０，５０，６０が接続されている空気調和装置について説明したが、本発明は一台の室外機に一台の室内機が接続されている空気調和装置についても適用できる。

（６−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、第１制御状態の例としてＰＩ制御の場合について説明したが、第１制御状態にＰＩＤ（比例積分微分）制御などの他の制御方法を用いることもできる。

（６−３）変形例１Ｃ
上記実施形態では、アクチュエータの例として室内膨張弁４１，５１，６１や圧縮機２１を例に挙げて説明したが、室外ファン２８や室内ファン４３，５３，６３をアクチュエータとして本願発明による制御と同様の制御を適用することができる。

（６−４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、相対過熱度や相対過冷却度を制御パラメータとして、制御目標値である目標相対過熱度や目標相対過冷却度に近づける制御について説明したが、過熱度や過冷却度を制御パラメータとして、制御目標値である目標過熱度や目標過冷却度に近づける制御を行なわせるような場合にも上記実施形態の運転制御装置８０の制御を適用することができる。

（６−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、図５に示されているように、時刻ｔ１で相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨｔ１との差が閾値εを超えて第１制御状態から第２制御状態に切り換わってピークを越えた時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、相対過熱度ＲＳＨ１が目標相対過熱度ＲＳＨｔ１から離れるような変動（以下、続発的外乱という）は起きていない。しかし、図１０に示されているように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間の時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の間で続発的外乱が発生している。この続発的外乱の発生している時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の間が続発的外乱区間である。以下、このような続発的外乱が発生する場合にさらに良好な処理が行なえる室内側制御装置の制御例について説明する。

（６−５−１）室内側制御装置による冷房時の室内膨張弁の制御
このような続発的外乱が発生する場合について、室内側制御装置の室内膨張弁の冷房時の制御例を図９のフローチャートを用いて説明する。図９のステップＳ１，Ｓ２は上記実施形態と同様であるので説明を省略する。ステップＳ３では、室内側制御装置４７が、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔをメモリ４７ｃから読み出す。そして、ステップＳ２で算出された相対過熱度ＲＳＨ１から目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔを差し引いた値と比較する閾値εが予め決められている。例えば、相対過熱度ＲＳＨ１から目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔを差し引いた値が閾値εよりも大きければ、室内側制御装置４７は過大変動状態にあると判定される。

相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔとの偏差が閾値εを超える時刻ｔ１までは、どちらも第１制御状態が続いている。つまり、相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔとの偏差が閾値εを超えるまでは、ステップＳ３からステップＳ２に戻って、以後ステップＳ２，Ｓ３の操作が繰り返される。

時刻ｔ１では、従来と異なり、運転制御装置８０は、相対過熱度ＲＳＨ１と目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔとの差が閾値εを超えるので、第１制御状態から第２制御状態に切り換える。しかし、第２制御状態になっても、運転制御装置８０は、すぐには比例ゲインを増加する操作状態（第２動作量変更操作）に移行するわけではない。

ステップＳ４では、ステップＳ２と同様に、ガス側温度センサ４５と液側温度センサ４４により取得される室内熱交換器４２の出口側と入り口側の現在の冷媒温度値（Ｔｅ，Ｔｇ）を用いて、過熱度ＳＨ１が計算される。

ステップＳ５では、前回計算された過熱度の偏差ｅ_prevと上述のステップＳ４で計算された過熱度から導かれる現時の偏差ｅが比較される。そして、ｅ−ｅ_prev＜０になったか否かが判定される。この判定は、つまり相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が下がり始め、相対過熱度ＲＳＨ１が、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔに接近して動いているかどうかを判定するためのものである。時刻ｔ１以降、ｅ−ｅ_prev＜０となっている状態でステップＳ５の判断が行われると、Ｙｅｓと判断されて次のステップＳ６Ａの第２動作量変更操作に進む。ただし、ｅ−ｅ_prev≧０となっている状態（時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の状態）でステップＳ５の判断が行われると、Ｎｏと判断されて次のステップＳ６Ｂの第１動作量変更操作に進む。

ステップＳ６Ａでは、運転制御装置８０は、比例ゲインを増加させ、ΔＥＶ＝α・γ・（ｅ−ｅ_prev）＋β・ｅという式に従って室内膨張弁４１の開度が変化する。そのため、時刻ｔ２以降は、図４と図９を比較すると、図９に示されているグラフの方が弁開度ＥＶの変化が大きくなる。そのため、図９のグラフの相対過熱度ＲＳＨ１が目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔに到達する時刻ｔ３の方が、図４のグラフの相対過熱度ＲＳＨが目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔに達する時刻ｔ４に比べて早くなっている。

図４の時刻ｔ６と図９の時刻ｔ５において、相対過熱度ＲＳＨ１が極小値になっているが、比例ゲインを増加させている図９の場合の方が冷媒回路１１で冷媒の状態が悪化する程度を軽減することができることから、相対過熱度ＲＳＨ１が目標値よりも大きく低下するのが抑制されている。つまり、図４の時刻ｔ６における相対過熱度ＲＳＨ１の値よりも図９の時刻ｔ５における相対過熱度ＲＳＨ１の値の方が大きくなっている。

ステップＳ６Ｂでは、運転制御装置８０は、比例ゲインを増加させず、第１制御状態と同じく、ΔＥＶ＝α・（ｅ−ｅ_prev）＋β・ｅという式に従って室内膨張弁４１の開度が変化する。

続発的外乱などにより、相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が上昇を始めている箇所では、比例ゲインを増加させないことにより、相対過熱度ＲＳＨ１の目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔへの到達を妨げる動作を小さくして、制御の不安定化を抑制するとともに、相対過熱度ＲＳＨ１の目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔへの収束を早める。

ステップＳ７における判断ついては後から説明することにして、先にステップＳ８〜Ｓ１１の操作について説明する。図９では、相対過熱度ＲＳＨ１のグラフが時刻ｔ７で目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔになっている。ステップＳ８では、ステップＳ２と同様にガス側温度センサ４５と液側温度センサ４４により取得される室内熱交換器４２の出口側と入り口側の現在の冷媒温度値（Ｔｅ，Ｔｇ）を用いて、相対過熱度ＲＳＨ１が計算される。

ステップＳ９では、比例ゲインを増加させる操作をしてから相対過熱度ＲＳＨ１が目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔよりも一度でも小さくなったか否かが判断される。図９の時刻ｔ３に達する前は、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔよりも相対過熱度ＲＳＨ１が高いので、このステップＳ９で「Ｎｏ」と判断される。以降ステップＳ４〜Ｓ９を繰り返し、その時点での過熱度の偏差ｅ−ｅ_prevの正負に応じてステップＳ６ＡあるいはＳ６Ｂに進むことによって比例ゲインを調整しながら、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔを相対過熱度ＲＳＨ１が下回るのを待つことになる。そして図９の時刻ｔ３以降では、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔよりも相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が下になるアンダーシュートが起きているので、そのことが室内側制御装置４７のメモリ４７ｃに記憶され、時刻ｔ３以降は第１制御状態に戻るまではステップＳ９で常に「Ｙｅｓ」と判断される。

しかし、図９の時刻ｔ３と時刻ｔ７との間では、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔよりも相対過熱度ＲＳＨ１の曲線が下にあるので、ＲＳＨ１＜ＲＳＨ１ｔの状態が維持され、ステップＳ１０でＲＳＨ１≧ＲＳＨ１ｔではないと判断される。そして、ステップＳ４〜Ｓ１０の操作が繰り返されて、その時点での過熱度の偏差ｅ−ｅ_prevの正負に応じてステップＳ６ＡあるいはＳ６Ｂに進むことによって比例ゲインを調整しながら、目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔが相対過熱度ＲＳＨ１に達するのを室内側制御装置４７が待つことになる。

図９に示されている時刻ｔ７を過ぎた時点で、ステップＳ１０では目標相対過熱度ＲＳＨ１ｔが相対過熱度ＲＳＨ１に達したと判断されて、室内側制御装置４７は次のステップＳ１１に処理を進める。そして、比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻る。

ステップＳ７では、時刻ｔ１から時刻ｔ７の状態、つまり第２制御状態に切り替えてから比例ゲインの値を元に戻して第１制御状態に戻るまでの時間が３０分以内に行なわれているか否かが判断される。もし、時刻ｔ１から３０分以内に第１制御状態に戻らない場合には、ステップＳ７での判断に基づいて強制的に第１制御状態に復帰させる。このような場合には、何らかの不具合が発生している可能性が高いので、通常の制御状態である第１制御状態に戻して通常の制御状態で運転制御装置８０に対応させる。

（６−５−２）室内側制御装置による暖房時の室内膨張弁の制御
図６のフローチャートを用いて説明したように、暖房時には、冷房時に行なわれていた過熱度ＳＨ１、ＳＨ２，ＳＨ３に基づく制御に代えて過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２、ＳＣ３に基づく制御が行なわれる。続発的外乱が発生する場合については図６に示した制御例に代えて図１１のフローチャートに示されている制御を行なうことが好ましい。暖房時における図６のフローと図１１のフローが異なる点は、冷房時における図５のフローと図９のフローの相違点と同様である。すなわち、ステップＳ９ｗ，Ｓ１０ｗで「Ｎｏ」と判断されたときには、ステップＳ４ｗに戻る。そして、ステップＳ５ｗで「Ｎｏ」と判断されたときは、ステップＳ６ｗＢで比例ゲインを元の値に戻してステップＳ７ｗに進み、ステップＳ５ｗで「Ｙｅｓ」と判断されたときにはステップＳ６ｗＡで比例ゲインを増加させてステップＳ７ｗに進む。

ステップＳ６ｗＡでは、運転制御装置８０は、比例ゲインを増加させ、ΔＥＶ＝αｗ・（ｅｗ−ｅｗ_prev）＋βｗ・ｅｗという式に従って室内膨張弁４１の開度が変化する。続発的外乱などにより、相対過冷却度ＲＳＣ１の曲線が上昇を始めている箇所では、比例ゲインを増加させないことにより、相対過冷却度ＲＳＣ１の目標相対過冷却度ＲＳＣ１ｔへの到達を妨げる動作を小さくして、制御の不安定化を抑制するとともに、相対過冷却度ＲＳＣ１の目標相対過冷却度ＲＳＣ１ｔへの収束を早める。

（６−５−３）冷房時の室外側制御装置による圧縮機の制御
図９のフローチャートを用いて説明した室内側制御装置４７で冷房時に行なわれていた過熱度ＳＨ１、ＳＨ２，ＳＨ３に基づく室内膨張弁４１の制御と同様に、室外側制御装置３７による圧縮機２１の制御を行うことができる。続発的外乱が発生する場合については図７に示した制御例に代えて図１２のフローチャートに示されている制御を行なうことが好ましい。図１３に示されているように、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間の時刻ｔ１２１から時刻ｔ１２２の間で続発的外乱が発生している。室外側制御装置３７における図７のフローと図１２のフローが異なる点は、室内側制御装置４７における図５のフローと図９のフローの相違点と同様である。すなわち、ステップＳ２９，Ｓ３０で「Ｎｏ」と判断されたときには、ステップＳ２４に戻る。そして、図１３の時刻ｔ１２１から時刻ｔ１２２の状態においてステップＳ２５で「Ｎｏ」と判断されたときは、ステップＳ２６Ｂで比例ゲインを元の値に戻してステップＳ２７に進み、ステップＳ２５で「Ｙｅｓ」と判断されたときにはステップＳ２６Ａで比例ゲインを増加させてステップＳ２７に進む。

ステップＳ２６Ａでは、運転制御装置８０は、比例ゲインを増加させ、ΔＦｋ＝α１・（ｅ−ｅ_prev）＋β１・ｅという式に従って制御量ΔＦｋが変化する。続発的外乱などにより、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇの曲線が下降を始めている箇所では、比例ゲインを増加させないことにより、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇの目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔへの到達を妨げる動作を小さくして、制御の不安定化を抑制するとともに、蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇの目標蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇｔへの収束を早める。

（６−５−４）暖房時の室外側制御装置による圧縮機の制御
室外側制御装置３７による圧縮機２１の暖房時の圧縮機２１の制御でも、室外側制御装置３７が通常時の第１制御状態と過大変動状態時の第２制御状態のいずれかを選択する場合に、冷房時と同様に続発的外乱を考慮した制御を行なわせることができる。暖房時には、冷房時に行なわれていた蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇに基づく制御に代えて凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇに基づく制御が行なわれる。従って、上述の冷房時の説明の蒸発側飽和圧力相当温度Ｔｅｇを凝縮側飽和圧力相当温度Ｔｃｇに置き換えるだけであるので説明を省略する。

１０ 空気調和装置
１１ 冷媒回路
２０ 室外機
２１ 圧縮機
２３ 室外熱交換器
２８ 室外ファン
２９ 吸入圧力センサ
３０ 吐出圧力センサ
３７ 室外側制御装置
４０，５０，６０ 室内機
４１，５１，６１ 室内膨張弁
４２，５２，６２ 室内熱交換器
４３，５３，６３ 室内ファン
４４，５４，６４ 液側温度センサ
４５，５５，６５ ガス側温度センサ
４６，５６，６６ 室内温度センサ
４７，５７，６７ 室内側制御装置
８０ 運転制御装置

特開平５−１０６０３号公報

Claims (8)

1. アクチュエータ（２１，２８，４１，４３，５１，５３，６１，６３）を有し、冷媒を循環させて行なう蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒の状態変化を前記アクチュエータによって調節する冷媒回路（１１）と、
   前記冷媒回路に取り付けられ、前記冷凍サイクルの冷媒の前記状態変化に関連する冷媒の状態量を検知して現在状態量を出力するセンサ（２９，３０，４４，４５，４６，５４，５５，５６，６４，６５，６６）と、
   前記現在状態量から算出される制御パラメータを制御目標値に近づけるように、前記アクチュエータの動作量を変更する制御装置（３７，４７，５７，６７）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記制御パラメータが前記制御目標値から所定値以上離れるような過大変動を検出し、互いに前記動作量の変更の操作が異なる第１動作量変更操作と第２動作量変更操作とを切り換え可能に構成され、前記過大変動が検出されていないときは前記第１動作量変更操作を用い、前記過大変動が検出されているときに前記第１動作量変更操作よりも前記制御パラメータを前記制御目標値に速く近づけられる前記第２動作量変更操作に切り換える、冷凍装置。
2. 前記制御装置は、前記制御目標値と前記制御パラメータとの偏差が閾値を超えたときに前記過大変動が生じたと判断する、
   請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記操作変更部は、前記過大変動が生じたと判断して、前記制御パラメータが前記制御目標値に近づいているときに前記第１動作量変更操作から前記第２動作量変更操作に切り換える、
   請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置。
4. 前記操作変更部は、前記過大変動が生じたと判断して前記制御パラメータが前記制御目標値に近づいているときに前記第１動作量変更操作から前記第２動作量変更操作に切り換えた後に、前記制御パラメータが前記制御目標値から離れる方向の変化をしたときは前記第２動作量変更操作から前記第１動作量変更操作に戻す、
   請求項３に記載の冷凍装置。
5. 前記制御装置は、前記第２動作量変更操作に切り換えた後、前記制御パラメータが前記制御目標値を超えて次に前記制御目標値に達したときに前記過大変動が終了したと判断し、
   前記過大変動が終了したと判断されたときに前記第２動作量変更操作から前記第１動作量変更操作に切り換える、
   請求項３又は請求項４に記載の冷凍装置。
6. 前記制御装置は、前記アクチュエータの動作量を前記偏差に比例する比例項と前記偏差の積分に比例する積分項とを持つ比例積分制御により変更し、
   前記制御装置は、前記第１動作量変更操作の比例ゲインよりも前記第２動作量変更操作の比例ゲインが大きくなるように設定されている、
   請求項３から５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
7. 前記冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒との熱交換を行なわせる熱源側熱交換器及び利用側熱交換器と、前記熱源側熱交換器に送風する熱源側ファン及び前記利用側熱交換器に送風する利用側ファンと、冷媒の減圧を弁開度により調節可能な減圧機構とを持ち、前記アクチュエータが前記圧縮機、前記熱源側ファン、前記利用側ファン及び前記減圧機構のうちの少なくとも一つを含む、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
8. アクチュエータを有し、冷媒を循環させて行なう蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒の状態変化を前記アクチュエータによって調節する冷媒回路と、前記冷媒回路に取り付けられ、前記冷凍サイクルの冷媒の前記状態変化に関連する冷媒の状態量を検知して現在状態量を出力するセンサとを備え、前記現在状態量から算出される制御パラメータを制御目標値に近づけるように、前記アクチュエータの動作量を変更させる冷凍装置の制御方法であって、
   前記制御パラメータが前記制御目標値から所定値以上離れるような過大変動を検出する変動検出ステップと、
   互いに前記動作量の変更の操作が異なる第１動作量変更操作と第２動作量変更操作とを切り換え可能な操作変更ステップと、
   を有し、
   前記操作変更ステップでは、前記過大変動が検出されていないときは前記第１動作量変更操作を用い、前記過大変動が検出されているときに前記第１動作量変更操作よりも前記制御パラメータを前記制御目標値に速く近づけられる前記第２動作量変更操作に切り換える、冷凍装置の制御方法。

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