第1の発明は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出温度検知部とを備え、前記吐出温度検知部が検知する吐出温度が目標吐出温度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量が調整される冷凍サイクル装置であって、前記吐出温度が所定の吐出温度を超えた場合には、前記吐出温度が吐出温度設定値となるように、前記絞り装置を通過する冷媒流量を調整するもので、前記吐出温度設定値は、前記所定の吐出温度を超えたときの前記吐出温度を基準とし、前記吐出温度と目標吐出温度設定値とに応じて変更するものである。
これによれば、吐出温度の変化に応じた変化量で、絞り装置の絞り量を変更するため、吐出温度を目標吐出温度設定値に徐々に近づけることができる。このため、絞り装置の流量の急激な変動による快適性や効率の低下、吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等の機器の信頼性の低下が回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
また、第1の発明において、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部を備え、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度に応じて、前記吐出温度設定値を変更するものである。これによれば、吐出温度の変化と吸入過熱度に応じた変化量で、絞り装置の絞り量を変更できる。
特に、第2の発明は、第1の発明において、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部を備え、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度が、所定の過熱度より大きい場合には、前記吐出温度設定値を変更しないものである。これによれば、吸入過熱度が大きく、吐出温度が急激に上昇するような状態では、絞り装置の絞りの変化量を小さくできる。
第3の発明は、第1の発明において、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を演算する吸入過熱度演算部を備え、前記吸入過熱度演算部が演算する吸入過熱度が、所定の過熱度より大きい場合には、前記吐出温度設定値を下げるものである。これによれば、吸入過熱度が大きく、吐出温度が急激に上昇するような状態では、絞り装置の絞りの変化量をより小さくできる。
第4の発明は、第1の発明において、前記吐出温度と前記吐出温度設定値との差が、所定の温度差より小さい場合には、前記吐出温度設定値を上げるものである。これによれば、吐出温度が安定した状態、つまり、急激に上昇するようなことがない状態では、絞り装置の絞りの変化量を大きくできる。このため、すみやかに吐出温度を目標吐出温度設定値にあわせることができる。
第5の発明は、第1の発明において、前記吐出温度設定値が、前記目標吐出温度設定値から所定温度以上高い場合には、前記吐出温度設定値を下げるものである。これによれば、吐出温度が周期的に変動することを防止できる。
以上の発明は、吸入過熱度がある値を超えて大きくなると、吐出温度が急激に上昇するような冷媒を用いる場合に、特に効果的である。これは、従来の吐出温度での絞り装置の制御で生じやすい吐出温度の大きな変動を、抑制できるためである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置の冷凍サイクル図、図2は制御ブロック図、図3はフローチャートである。
図1において、室外機1にはインバータ駆動の容量(周波数)可変形圧縮機2(以下単に圧縮機と称す)と、室外熱交換器3と、室外送風機4と、冷暖房切換用の四方弁5とが設けられる。圧縮機2に接続される吐出管、または、圧縮機2の頂部表面には圧縮機吐出温度検知装置(吐出温度検知部)15が、圧縮機2に接続される吸入管には圧縮機吸入温度検知装置(吸入温度検知部)16がそれぞれ設けられている。室外熱交換器3には室外熱交換器温度検知装置17が設けられている。
一方、室内機7には室内送風機8と、室内熱交換器9とが設けられている。室内熱交換器9には室内熱交換器温度検知装置18が設けられている。
室外機1は、液側接続部13とガス側接続部14とを備えている。液側接続部13とガス側接続部14に接続された接続配管により、室外機1は室内機7に接続されている。
また、液側接続部13と室外熱交換器3とを接続する配管である冷媒液管11には、例えばステッピングモータ等により弁開度をパルス制御可能な絞り装置である電動膨張弁6が設けられている。
圧縮機2、室外熱交換器3、四方弁5、電動膨張弁6、室内熱交換器9を環状に配管で接続し、冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル回路には、冷媒として、R32(ジフオロメタン)が封入されている。R32は、圧縮機2の吸入過熱度がある値を超えて大きくなると、圧縮機2の吐出温度が急激に上昇するような傾向を有する冷媒である。
また、室内機7には、居住者が希望する運転モード(冷房、除湿または暖房)や、目標室温を設定したり、運転あるいは停止を指示する運転設定装置10が設けられている。運転設定装置10は、例えば、リモコンである。
室外機1には、運転設定装置10の設定に応じて、圧縮機2の回転数や、室外送風機4の回転数、四方弁5の切換、電動膨張弁6の開度などを調整する制御装置20を備えている。
冷房あるいは除湿運転時には、室外熱交換器3が凝縮器となり、室内熱交換器9が蒸発器となる。このため、室内熱交換器温度検知装置18が蒸発器温度検知部となる。暖房運転時には、室内熱交換器9が凝縮器となり、室外熱交換器3が蒸発器となる。このため、室外熱交換器温度検知装置17が蒸発器温度検知部となる。
上記構成の冷凍サイクル装置において、冷房あるいは除湿運転時は、圧縮機2から吐出された冷媒は、四方弁5を介して室外熱交換器3へと流れ、室外送風機4の駆動により室外熱交換器3で室外空気と熱交換して凝縮液化する。その後、冷媒は、冷媒液管11を通り電動膨張弁6で流量制御される。電動膨張弁6で減圧された冷媒は、室内機7の室内熱交換器9で蒸発した後に、冷媒ガス管12、四方弁5を介して再び圧縮機2に吸入される。
この電動膨張弁6は室内の負荷に見合った開度となるようにステッピングモータ等によりパルス制御されるため、冷媒は室内負荷に応じた流量に調整される。
一方、暖房運転時は、圧縮機2から吐出された冷媒は、四方弁5を介して室内熱交換器9へと流れ、室内送風機8の駆動により室内熱交換器9で室内空気と熱交換して凝縮液化
する。その後、冷媒は、電動膨張弁6で流量制御される。電動膨張弁6で減圧された冷媒は、室外熱交換器3で蒸発した後に、四方弁5を介して再び圧縮機2に吸入される。
図2は、本実施の形態の制御ブロック図である。電動膨張弁6は、制御装置に接続されている。制御装置は、ステッピングモータ等を制御する出力リレー回路と、出力リレー回路に信号を出力する判定装置を備えている。判定装置は、圧縮機吐出温度検知装置15、圧縮機吸入温度検知装置16、室外熱交換器温度検知装置17、室内熱交換器温度検知装置18、吸入過熱度検知装置19に接続されている。吸入過熱度検知装置(吸入過熱度演算部)19は、圧縮機吸入温度検知装置16、室外熱交換器温度検知装置17、室内熱交換器温度検知装置18の検知値から、圧縮機2の吸入過熱度を演算するものである。
判定装置は、これらの検知装置の出力と、これらの出力から演算された目標吐出温度設定値、吸入過熱度設定値、吐出温度設定値と、あらかじめ定められた吐出温度判定値とから、判定・演算した開度に、電動膨張弁6を調整する。
次に、本実施の形態の制御について、図3のフローチャートを用いて説明する。
居住者が運転設定装置10で例えば冷房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機2が運転を開始すると(S000)、圧縮機吐出温度検知装置15が圧縮機吐出温度(以下、単に吐出温度と称する)(Td)を検出する(S001)。
吐出温度(Td)を所定の吐出温度判定値(TdA)と比較する(S002)。吐出温度(Td)が吐出温度判定値(TdA)以下の場合(S002のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出する(S003)。
吸入過熱度(SH)を所定の吸入過熱度設定値(SHA)と比較する(S004)。吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHA)より高い場合(S004のYes)には、電動膨張弁6を開方向にA(PLS)開く(S005)。吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHA)より低い場合(S004のNo)には、吸入過熱度(SH)を「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」と比較する(S006)。吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」以上でかつ吸入過熱度設定値(SHA)以下の場合(S006のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S007)。吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」より小さい場合(S006のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にB(PLS)閉じる(S008)。これにより、吸入過熱度(SH)をある適切な値(SHA)に保つように制御する。
つまり、吐出温度(Td)が吐出温度判定値(TdA)より小さい場合には、電動膨張弁6の開閉を吸入SH制御で調整する。
電動膨張弁6の開方向A(PLS)、閉方向B(PLS)のパルス数は、吸入過熱度(SH)と吸入過熱度設定値(SHA)の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
また、吸入過熱度は、冷房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置16から検出された圧縮機吸入温度から室内熱交換器温度検知装置18から検出された室内熱交換器温度(冷房時は蒸発温度)を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機2に吸入される過熱度が大きくなるので、圧縮機2の効率の低下や、圧縮機2から吐出される冷媒の温度が大きくなることによる圧縮機2の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機2に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機2の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値
で制御することが必要である。
なお、吸入過熱度は、暖房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置16から検出された圧縮機吸入温度から室外熱交換器温度検知装置17から検出された室外熱交換器温度(暖房時は蒸発温度)を減じたものである。
一方、吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)より高くなると(S002のYes)、その時点での吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)とする(S009)。また、室内熱交換器温度検知装置18から検出された温度(冷房時は蒸発温度)と室外熱交換器温度検知装置17から検出された温度(冷房時は凝縮温度)から適切な目標吐出温度(TdX)を算出する(S010)。そして、吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていく。
この温度の変更方法について説明する。吐出温度(Td)を吐出温度設定値(Td1)と比較する(S011)。吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)より高くなると(S011のYes)、電動膨張弁6を開方向にC(PLS)開く(S012)。吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)より低い場合(S012のNo)には、吐出温度(Td)を「吐出温度設定値(Td1)−1℃」と比較する(S013)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」以上でかつ吐出温度設定値(Td1)以下の場合(S013のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S014)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」より低い場合(S013のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にD(PLS)閉じる(S015)。これにより、吐出温度(Td)を吐出温度設定値(Td1)に保つように制御する。
その後、目標吐出温度(TdX)を吐出温度設定値(Td1)と比較する(S016)。吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低い場合(S016のYes)には、吐出温度設定値(Td1)をTa℃上げる(S017)。その後、S011に戻り、この上がった吐出温度設定値(Td1)を目指し、ある一定の間隔をおいて再び電動膨張弁6の開閉を行う。この動作を繰り返すことにより、吐出温度設定値(Td1)は徐々に適切な目標吐出温度(TdX)に近づくように制御される。吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)に到達すると(S016のNo)、吐出温度設定値(Td1)は変更しない(S018)。
つまり、吐出温度(Td)が吐出温度判定値(TdA)より大きい場合には、電動膨張弁6の開閉を、暫定的に目標とする吐出温度設定値(Td1)を徐々に上昇させる吐出温度制御で調整する。
電動膨張弁の開方向C(PLS)、閉方向D(PLS)のパルス数は、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
吸入SH制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度(Td)と適切な目標吐出温度(TdX)の差が大きい場合、電動膨張弁6の開閉を大きく変化させ冷媒の循環量を急激に変化させることで、吐出温度(Td)を急激に目標吐出温度(TdX)に近づけようとする。圧縮機2の熱容量が大きいと吐出温度(Td)の変化スピードは緩やかなため、電動膨張弁6の開きすぎや閉じすぎが発生し、吐出温度(Td)がおおきく変動し不安定になる。
しかし、本実施の形態では、吸入SH制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)として、吐出温度設定値(Td1)を目標吐出
温度(TdX)に到達するまで徐々に上げていくことにより、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差が常に小さいので電動膨張弁6の開閉も小さくなり、吐出温度(Td)の変動が抑えられる。
電動膨張弁6が大きく開閉すると、冷媒循環量が大きく変動し、機器の能力の変化(吹き出し温度の変動)による快適性の低下や、効率の低下、信頼性の低下(吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等)を引き起こすが、この制御により回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
なお、適切な目標吐出温度(TdX)は蒸発温度、凝縮温度、最適な吸入SH、圧縮機モータ効率、室外機温度、室内機温度から圧縮機2の吸入の状態が最適になるように予測し算出される圧縮機2の吐出温度であるが、従来の吐出温度制御における目標値と同様に算出されるものであるため、ここでは詳細は割愛する。
(実施の形態2)
図4は実施の形態2における制御のフローチャートである。冷凍サイクルの構成や制御ブロック構成は、実施の形態1と同一なので説明を省略する。
居住者が運転設定装置10で例えば冷房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機2が運転を開始すると(S100)、圧縮機吐出温度検知装置15が圧縮機吐出温度(Td)を検出する(S101)。
吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)以下の場合(S102のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出し(S103)、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHA)より高い場合(S104のYes)には、電動膨張弁6を開方向にA(PLS)開く(S105)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」以上でかつ吸入過熱度設定値(SHA)以下の場合(S106のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S107)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」より小さい場合(S106のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にB(PLS)閉じる(S108)。これにより、吸入過熱度(SH)をある適切な値(SHA)に保つように制御する。
電動膨張弁6の開方向A(PLS)、閉方向B(PLS)のパルス数は、吸入過熱度(SH)と吸入過熱度設定値(SHA)の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
また、吸入過熱度は、冷房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置16から検出された圧縮機吸入温度から室内熱交換器温度検知装置18から検出された室内熱交換器温度(冷房時は蒸発温度)を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機2の吸入過熱度が大きくなり、圧縮機2の効率の低下や、圧縮機2から吐出される冷媒の温度が大きくなることによる圧縮機2の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機2に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機2の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値で制御することが必要である。
一方、吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)より高くなると(S102のYes)、その時点での吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)とし(S109)
、室内熱交換器温度検知装置18から検出された温度(冷房時は蒸発温度)と室外熱交換器温度検知装置17から検出された温度(冷房時は凝縮温度)から適切な目標吐出温度(TdX)を算出する(S110)。
吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていく。
つまり、吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)より高くなると(S111のYes)、電動膨張弁6を開方向にC(PLS)開く(S112)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」以上でかつ吐出温度設定値(Td1)以下の場合(S113のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S114)。吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)−1℃より低い場合(S113のYes)には、電動膨張弁6を開方向にD(PLS)閉じる(S115)。これにより、吐出温度(Td)を吐出温度設定値(Td1)に保つように制御する。
その後、目標吐出温度(TdX)を吐出温度設定値(Td1)と比較する(S116)。吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低い場合(S116のYes)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出する(S117)。そして、吸入過熱度(SH)を第2の所定の吸入過熱度設定値(SHB)と比較する(S118)。吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より低い場合(S118のYes)には、吐出温度設定値(Td1)をTa℃上げる(S119)。その後、S111に戻り、この上がった吐出温度設定値(Td1)を目指し、ある一定の間隔をおいて再び電動膨張弁6の開閉を行う。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S118のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので、吐出温度設定値(Td1)を上げない(S120)。
以上の動作を繰り返すことにより、吐出温度設定値(Td1)を徐々に適切な目標吐出温度(TdX)に近づくように制御し、吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)に到達すると(S116のNo)、吐出温度設定値(Td1)は変更しない(S120)。
電動膨張弁の開方向C(PLS)、閉方向D(PLS)のパルス数は、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差によって決められており、差が大きい場合は大きなパルス数になるように設定されている。
本実施の形態では、吸入SH制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)として、吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていき、かつ、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合は、吐出温度設定値(Td1)を上げないように吐出温度設定値(Td1)を制御する。
これにより、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差が常に小さく抑えられ、それにより電動膨張弁6の開閉も小さくなり、吐出温度(Td)の変動が抑えられる。
電動膨張弁6が大きく開閉すると、冷媒循環量が大きく変動し、機器の能力の変化(吹き出し温度の変動)による快適性の低下や、効率の低下、信頼性の低下(吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等)をまねくが、この制御により回避でき
、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
また、吐出温度設定値(Td1)が目標吐出温度(TdX)に到達するまで、吸入過熱度(SH)に応じて、吐出温度設定値(Td1)を上げたり、上げないようにしたり調整するため、吐出温度(Td)の急激な変動が抑えられる。
(実施の形態3)
図5は実施の形態3における制御のフローチャートである。冷凍サイクルの構成や制御ブロック構成は、実施の形態1と同一なので説明を省略する。
居住者が運転設定装置10で例えば冷房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機2が運転を開始すると(S200)、圧縮機吐出温度検知装置15が圧縮機吐出温度(Td)を検出する(S201)。
吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)以下の場合(S202のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出し(S203)、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHA)より高い場合(S204のYes)には、電動膨張弁6を開方向にA(PLS)開く(S205)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」以上でかつ吸入過熱度設定値(SHA)以下の場合(S206のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S207)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」より小さい場合(S206のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にB(PLS)閉じる(S208)。これにより、吸入過熱度(SH)をある適切な値(SHA)に保つように制御する。
電動膨張弁6の開方向A(PLS)、閉方向B(PLS)のパルス数は、吸入過熱度(SH)と吸入過熱度設定値(SHA)の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
また、吸入過熱度は、冷房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置16から検出された圧縮機吸入温度から室内熱交換器温度検知装置18から検出された室内熱交換器温度(冷房時は蒸発温度)を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機2の吸入過熱度が大きくなり、圧縮機2の効率の低下や、圧縮機2から吐出される冷媒の温度が大きくなることによる圧縮機2の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機2に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機2の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値で制御することが必要である。
一方、吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)より高くなると(S202のYes)、その時点での吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)とし(S209)、室内熱交換器温度検知装置18から検出された温度(冷房時は蒸発温度)と室外熱交換器温度検知装置17から検出された温度(冷房時は凝縮温度)から適切な目標吐出温度(TdX)を算出する(S210)。
吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていく。
つまり、吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)より高くなると(S211のY
es)、電動膨張弁6を開方向にC(PLS)開く(S212)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」以上でかつ吐出温度設定値(Td1)以下の場合(S213のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S214)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」より低い場合(S213のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にD(PLS)閉じる(S215)。
これにより、吐出温度(Td)を吐出温度設定値(Td1)に保つように制御する。
その後、目標吐出温度(TdX)を吐出温度設定値(Td1)と比較する(S216)。吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低い場合(S216のYes)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出する(S217)。そして、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より低い場合(S218のYes)には、吐出温度設定値(Td1)をTa℃上げる(S219)。その後、S211に戻り、上がった吐出温度設定値(Td1)を目指し、ある一定の間隔をおいて再び電動膨張弁6の開閉を行う。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S218のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので、吐出温度設定値(Td1)をTb℃下げる(S222)。なお、TbはTaと同じ値でもよいし、異なる値であってもよい。
また、吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)以上の場合(S216のNo)には、吸入過熱度(SH)を吸入過熱度設定値(SHB)と比較する(S220)。吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S220のNo)には、吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので、吐出温度設定値(Td1)をTb℃下げる(S222)。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より低い場合(S220のYes)には、吐出温度設定値(Td1)を維持する(S221)。
以上の動作を繰り返すことにより、吐出温度設定値(Td1)を徐々に適切な目標吐出温度(TdX)に近づくように制御する。
電動膨張弁の開方向C(PLS)、閉方向D(PLS)のパルス数は、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差によって決められており、差が大きい場合は大きなパルス数になるように設定されている。
本実施の形態では、吸入SH制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)として、吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていき、かつ、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合は、吐出温度設定値(Td1)を下げて吐出温度設定値(Td1)を制御する。
これにより、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差が常に小さく抑えられ、それにより電動膨張弁6の開閉も小さくなり、吐出温度(Td)の変動が抑えられる。
電動膨張弁6が大きく開閉すると、冷媒循環量が大きく変動し、機器の能力の変化(吹き出し温度の変動)による快適性の低下や、効率の低下、信頼性の低下(吐出温度の過上
昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等)をまねくが、この制御により回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
また、吐出温度設定値(Td1)が目標吐出温度(TdX)に到達するまで、吸入過熱度(SH)に応じて、吐出温度設定値(Td1)を上げたり、維持したり、下げたりするため、吐出温度(Td)の急激な変動が抑えられる。
(実施の形態4)
図6は実施の形態4における制御のフローチャートである。冷凍サイクルの構成や制御ブロック構成は、実施の形態1と同一なので説明を省略する。
居住者が運転設定装置10で例えば冷房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機2が運転を開始すると(S300)、圧縮機吐出温度検知装置15が圧縮機吐出温度(Td)を検出する(S301)。
吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)以下の場合(S302のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出し(S303)、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHA)より高い場合(S304のYes)には、電動膨張弁6を開方向にA(PLS)開く(S305)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」以上でかつ吸入過熱度設定値(SHA)以下の場合(S306のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S307)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」より小さい場合(S306のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にB(PLS)閉じる(S308)。これにより、吸入過熱度(SH)をある適切な値(SHA)に保つように制御する。
電動膨張弁6の開方向A(PLS)、閉方向B(PLS)のパルス数は、吸入過熱度(SH)と吸入過熱度設定値(SHA)の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
また、吸入過熱度は、冷房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置16から検出された圧縮機吸入温度から室内熱交換器温度検知装置18から検出された室内熱交換器温度(冷房時は蒸発温度)を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機2の吸入過熱度が大きくなるので、圧縮機2の効率の低下や、圧縮機2から吐出される冷媒の温度が大きくなることによる圧縮機2の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機2に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機2の効率の低下や、液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、吸入過熱度を適切な値で制御することが必要である。
一方、吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)より高くなると(S302のYes)、その時点での吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)とし(S309)、室内熱交換器温度検知装置18から検出された温度(冷房時は蒸発温度)と室外熱交換器温度検知装置17から検出された温度(冷房時は凝縮温度)から適切な目標吐出温度(TdX)を算出する(S310)。
吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていく。
つまり、吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)より高くなると(S311のYes)、電動膨張弁6を開方向にC(PLS)開く(S312)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」以上でかつ吐出温度設定値(Td1)以下の場合(S313のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S314)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」より低い場合(S313のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にD(PLS)閉じる(S315)。
これにより、吐出温度(Td)を吐出温度設定値(Td1)に保つように制御する。
その後、目標吐出温度(TdX)を吐出温度設定値(Td1)と比較する(S316)。吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低い場合(S316のYes)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出する(S317)。そして、吸入過熱度(SH)を第2の所定の吸入過熱度設定値(SHB)と比較する(S318)。また、吐出温度設定値(Td1)と、吐出温度設定値(Td1)からある設定値X(例えば1℃)を引いた値を比較する(S319)。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より低く(S318のYes)、かつ吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−X℃」より大きい場合、つまり、吐出温度と吐出温度設定値(Td1)の差がX℃(ここでは例えば1℃)に近づいた場合(S319のYes)には、吐出温度設定値(Td1)をTa℃上げる(S320)。その後、S311に戻り、上がった吐出温度設定値(Td1)を目指し、ある一定の間隔をおいて再び電動膨張弁6の開閉を行う。
吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の温度差がX℃以上ある場合(S319のNo)には、吐出温度設定値(Td1)を維持する(S322)。これによれば、温度差が大きくなると電動膨張弁6の開閉が大きく変化し、冷媒の循環量が急激に変化することで、吐出温度(Td)が大きく変動し不安定になることを回避できる。
吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低く(S316のYes)、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S318のNo)には、吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので、吐出温度設定値(Td1)をTb℃下げる(S323)。
また、吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)以上(S316のNo)で、かつ、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S321のYes)には、吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので、吐出温度設定値(Td1)をTb℃下げる(S323)。
また、吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)以上(S316のNo)で、かつ、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より低い場合(S321)には、吐出温度設定値(Td1)を維持する(S322)。
以上の動作を繰り返すことにより、吐出温度設定値(Td1)を徐々に適切な目標吐出温度(TdX)に近づくように制御する。
電動膨張弁の開方向C(PLS)、閉方向D(PLS)のパルス数は、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差によって決められており、差が大きい場合は大きなパルス数になるように設定されている。
本実施の形態では、吸入SH制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)として、吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていき、かつ、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合は、吐出温度設定値(Td1)を下げて吐出温度設定値(Td1)を制御する。
これにより、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差が常に小さく抑えられ、それにより電動膨張弁6の開閉も小さくなり、吐出温度(Td)の変動が抑えられる。
電動膨張弁6が大きく開閉すると、冷媒循環量が大きく変動し、機器の能力の変化(吹き出し温度の変動)による快適性の低下や、効率の低下、信頼性の低下(吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等)をまねくが、この制御により回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
また、吐出温度設定値(Td1)が目標吐出温度(TdX)に到達するまで、吸入過熱度(SH)と吐出温度(Td)とに応じて、吐出温度設定値(Td1)を上げたり、維持したり、下げたりするため、吐出温度(Td)の急激な変動が抑えられる。
(実施の形態5)
図7は実施の形態5における制御のフローチャートである。冷凍サイクルの構成や制御ブロック構成は、実施の形態1と同一なので説明を省略する。
居住者が運転設定装置10で例えば冷房を選択し、運転開始を指示する。圧縮機2が運転を開始すると(S400)、圧縮機吐出温度検知装置15が圧縮機吐出温度(Td)を検出する(S401)。
吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)以下の場合(S402のNo)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出し(S403)、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHA)より高い場合(S404のYes)には、電動膨張弁6を開方向にA(PLS)開く(S405)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」以上でかつ吸入過熱度設定値(SHA)以下の場合(S406のNo)には、電動膨張弁6の開閉をしない(S407)。
吸入過熱度(SH)が「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」より小さい場合(S406のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にB(PLS)閉じる(S408)。これにより、吸入過熱度(SH)をある適切な値(SHA)に保つように制御する。
電動膨張弁6の開方向A(PLS)、閉方向B(PLS)のパルス数は、吸入過熱度(SH)と吸入過熱度設定値(SHA)の差によって決められており、差が大きな場合は大きなパルス数になるように設定されている。
また、吸入過熱度は、冷房の場合には、圧縮機吸入温度検知装置16から検出された圧縮機吸入温度から室内熱交換器温度検知装置18から検出された室内熱交換器温度(冷房時は蒸発温度)を減じたものである。この差が大きいと、圧縮機2の吸入過熱度が大きくなり、圧縮機2の効率の低下や、圧縮機2から吐出される冷媒の温度が大きくなることによる圧縮機2の冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化を引き起こす。また、この差が小さいと、圧縮機2に液リッチな冷媒が吸い込まれることになり、圧縮機2の効率の低下や、
液量が多いことによるメカ破損につながる。このため、適切な値で制御することが必要である。
一方、吐出温度(Td)が吐出温度判値(TdA)より高くなると(S402のYes)、その時点での吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)とし(S409)、室内熱交換器温度検知装置18から検出された温度(冷房時は蒸発温度)と室外熱交換器温度検知装置17から検出された温度(冷房時は凝縮温度)から適切な目標吐出温度(TdX)を算出する(S410)。
吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていく。
つまり、吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)より高くなると(S411のYes)、電動膨張弁6を開方向にC(PLS)開く(S412)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」以上でかつ吐出温度設定値(Td1)以下の場合(S413のNo)には、電動膨張弁の開閉をしない(S314)。吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−1℃」より低い場合(S413のYes)には、電動膨張弁6を閉方向にD(PLS)閉じる(S415)。これにより、吐出温度(Td)が吐出温度設定値(Td1)に保つように制御する。
その後、目標吐出温度(TdX)を吐出温度設定値(Td1)と比較する(S416)。吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低い場合(S416のYes)には、圧縮機2の吸入過熱度(SH)を検出する(S417)。そして、吸入過熱度(SH)を第2の所定の吸入過熱度設定値(SHB)と比較する(S418)。また、吐出温度設定値(Td1)と、吐出温度設定値(Td1)からある設定値X(例えば1℃)を引いた値を比較する(S419)。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より低く(S418のYes)、かつ吐出温度(Td)が「吐出温度設定値(Td1)−X℃」より大きい場合、つまり、吐出温度と吐出温度設定値(Td1)の差がX℃(ここでは例えば1℃)に近づいた場合(S419のYes)、吐出温度設定値(Td1)をTa℃上げる(S420)。その後、S411に戻り、上がった吐出温度設定値(Td1)を目指し、ある一定の間隔をおいて再び電動膨張弁6の開閉を行う。
吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の温度差がX℃以上ある場合(S419のNo)には、吐出温度設定値(Td1)を維持する(S424)。これによれば、温度差が大きくなると電動膨張弁6の開閉が大きく変化し、冷媒の循環量が急激に変化することで、吐出温度(Td)が大きく変動し不安定になることを回避できる。
吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)より低く(S416のYes)、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S418のNo)には、吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので、吐出温度設定値(Td1)をTb℃下げる(S425)。
一方、吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)以上の場合(S416のNo)には、吐出温度設定値(Td1)と、吐出温度設定値(Td1)からある設定値Y(例えば2℃)を加えた値を比較する(S421)。吐出温度設定値(Td1)が目標吐出温度(TdX)をY℃以上(ここでは例えば2℃)超えていない場合(S421)には、吸入過熱度(SH)を吸入過熱度設定値(SHB)と比較する(S423)。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合(S423のNo)には、吸入過熱度が大きく、吐出温度設定値(Td1)を上げて電動膨張弁6を閉方向に閉じると、吸入過熱度がさらに大きくなり、吐出温度が急激に上がるので吐出温度設定値(Td1)をTb℃下げる(S425)。
吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)より小さい場合(S423のYes)には、吐出温度設定値(Td1)を下げず、維持する(S424)。
吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)以上の場合(S416のNo)で、TdXをY℃以上、超えた場合(S421のNo)には、吐出温度設定値(Td1)を適切な目標吐出温度(TdX)に近づけるようにTc℃下げる(S422)。なお、TcはTaやTbと同じ値でもよいし、異なる値であってもよい。
吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)を超えた場合に、吐出温度設定値(Td1)をすぐに下げると、電動膨張弁6が開き、冷媒流量を増大させ、吐出温度が低下する。吐出温度が低下すると、今度は、電動膨張弁6が閉じ、冷媒流量を減少させることで、再び、吐出温度が上昇する。この繰り返しで吐出温度の変動が起こる。しかし、本実施の形態では、吐出温度設定値(Td1)が適切な目標吐出温度(TdX)を大きく超えた場合にのみ、吐出温度設定値(Td1)をTc℃下げることにより安定性が向上する。
以上の動作を繰り返すことにより、吐出温度設定値(Td1)を徐々に適切な目標吐出温度(TdX)に近づくように制御する。
電動膨張弁の開方向C(PLS)、閉方向D(PLS)のパルス数は、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差によって決められており、差が大きい場合は大きなパルス数になるように設定されている。
本実施の形態では、吸入SH制御から吐出温度制御に切り替え時、吐出温度(Td)を初期の吐出温度設定値(Td1)として、吐出温度設定値(Td1)を目標吐出温度(TdX)に到達するまで、徐々に吐出温度設定値(Td1)を上げていき、かつ、吸入過熱度(SH)が吸入過熱度設定値(SHB)以上の場合は、吐出温度設定値(Td1)を下げて吐出温度設定値(Td1)を制御する。
これにより、吐出温度(Td)と吐出温度設定値(Td1)の差が常に小さく抑えられ、それにより電動膨張弁6の開閉も小さくなり、吐出温度(Td)の変動が抑えられる。
電動膨張弁6が大きく開閉すると、冷媒循環量が大きく変動し、機器の能力の変化(吹き出し温度の変動)による快適性の低下や、効率の低下、信頼性の低下(吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等)をまねくが、この制御により回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。
また、吐出温度設定値(Td1)が目標吐出温度(TdX)に到達するまで、吸入過熱度(SH)と吐出温度(Td)とに応じて、吐出温度設定値(Td1)を上げたり、維持したり、下げたりするため、吐出温度(Td)の急激な変動が抑えられる。特に、吐出温度設定値(Td1)が目標吐出温度(TdX)を大きく超えた場合にのみ、吐出温度設定値(Td1)を少し下げることにより、安定性が向上する。
なお、以上の実施の形態において、「吸入過熱度設定値(SHA)−1℃」や「吐出温
度設定値(Td1)−1℃」の1℃は、1℃でなくてもよく、例えば、数℃であってもよい。
以上説明したように、本実施の形態は、可変容量圧縮機、室外熱交換器、送風機、四方弁、絞り装置とを有する室外機と室内熱交換器、送風機を有する室内機を接続し、少なくとも前記室内機に室内熱交換器温度を検知する室内熱交換器温度検知装置を設け、少なくとも前記室外機に前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する圧縮機吐出温度検知装置と室外熱交換器温度を検知する室外熱交換器温度検知装置と前記圧縮機に吸入される冷媒の温度を検知する圧縮機吸入温度検知装置とを設け、前記圧縮機の吸入側の過熱度を検知する吸入過熱度検知装置から検出される吸入過熱温度の値がある所定の温度になるように前記絞り装置を制御するが、前記圧縮機吐出温度検知装置から検知される吐出温度がある所定の温度を超えると、前記圧縮機吐出温度検知装置から検出される吐出温度が前記室内熱交換器温度検知装置と室外熱交換器温度検知装置から検出される蒸発温度と凝縮温度から算出される目標吐出温度になるように前記絞り装置を制御する空気調和装置において、吐出温度が所定の温度を超え吐出温度による制御に切り替わった場合、切り替え時の吐出温度を初期吐出温度設定値とし、吐出温度の変化をみながら吐出温度設定値を目標吐出温度になるように徐々に変更する。
徐々に変更する方法としては、吸入過熱度検知装置の値がある所定の温度を超えている場合は吐出温度設定値を維持するか、少し下げ、吸入過熱度検知装置の値がある所定の温度以下の場合にのみ、吐出温度設定値を少し上げる。
ただし、吐出温度が吐出温度設定値の温度に対しある所定温度以下の場合、すなわち吐出温度が吐出温度設定値の温度に対し、かなり低く温度に開きがある場合は、吐出温度設定値の値を上げない。
また、吐出温度と吐出温度設定値の温度差がある所定温度以下の場合、すなわち吐出温度が吐出温度設定値の温度に値に近づいた場合にのみ、吐出温度設定値の値を少し上げる。
また、吐出温度設定値が目標吐出温度を超えた場合、吐出温度設定値と目標温度設定値の温度差がある所定温度以上の場合にのみ、吐出温度設定値の値を下げる。つまり、吐出温度設定値が目標温度設定値を大きく超えた場合のみ下げ、少し超えた程度では吐出温度設定値を下げない。
これにより、絞り装置の流量の急激な変動による快適性や効率の低下、吐出温度の過上昇による冷凍機油の劣化や圧縮機モータの劣化等の機器の信頼性の低下が回避でき、快適で信頼性の高い機器の供給が可能となる。