JP2546069B2 - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の運転制御装
置に係り、特に運転可能範囲の拡大対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開平１−１６０２７
５号公報に開示される如く、圧縮機、凝縮器、電動膨張
弁及び蒸発器を順次接続してなる冷媒回路を備えた冷凍
装置において、運転中、冷媒の凝縮温度を検知して、こ
の凝縮温度が設定値以下になると、電動膨張弁の開度を
絞るよう制御することにより、例えば外気温度の低下等
による高圧側圧力の低下で、過熱度一定制御が正常に行
われなくなるのを防止し、冷房運転時の室温を適切な範
囲に維持しようとするものは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば空気
調和装置における室内外温度がいずれも高い過負荷条件
時等、凝縮温度が設定値以上であって、高圧側圧力が高
いような条件下において、高圧が過上昇すると、装置保
護用の高圧圧力保護スイッチが作動し、冷凍装置全体が
異常停止することがあり、このような異常停止が頻繁に
生じると使用上障害となる。

【０００４】したがって、上記従来のもののにように、
高圧側圧力の低下を防止する手段を講じても、運転条件
によっては、高圧の過上昇による装置の異常停止を頻繁
に招き、装置の運転可能範囲が狭められたり、信頼性を
損ねる虞れが生じるという問題があった。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その主たる目的は、過負荷条件で凝縮温度が高い
ような条件下において、冷媒循環量を低減させる手段を
講ずることにより、高圧側圧力の過上昇を防止し、運転
可能範囲の拡大を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、凝縮温度が異常停止を招く上限値より
も低い設定値に達したときに、減圧用電動膨張弁の開度
を絞ることで、冷媒循環量を低減させるようにしてい
る。

【０００７】具体的には、請求項１記載の発明が講じた
手段は、図１に示すように（一点鎖線部分を含まず）、
圧縮機（１）、凝縮器（３又は６）、電動膨張弁（５）
及び蒸発器（６又は３）を順次接続してなる冷媒回路
（９）を備えた冷凍装置を前提とする。

【０００８】そして、冷凍装置が、室外ユニットと室内
ユニットとに分割され、両ユニット間を連絡配管で接続
してなる空気調和装置構成される一方、冷媒の凝縮温度
を検出する凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）が設けら
れている。更に、該凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）
の出力を受け、凝縮温度が上限値よりも低い設定値以上
に達したとき、上記電動膨張弁（５）の開度を所定開度
だけ絞るように制御する開度制御手段（５１Ａ）が設け
られている。加えて、暖房運転時、上記連絡配管の長さ
に応じ、連絡配管長さが長いほど上記開度制御手段（５
１Ａ）における凝縮温度の設定値を低くするように変更
する変更手段（ＳＷtx）が設けられている。

【０００９】また、請求項２記載の発明が講じた手段
は、図１に示すように（一点鎖線部分を含む）、圧縮機
（１）、凝縮器（３又は６）、電動膨張弁（５）及び蒸
発器（６又は３）を順次接続してなる冷媒回路（９）を
備えた冷凍装置を前提としている。

【００１０】そして、冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温
度検出手段（Ｔhc又はＴhe）が設けられている。更に、
上記圧縮機（１）の吐出冷媒温度を検出する吐出温度検
出手段（Ｔh2）が設けられている。加えて、該吐出温度
検出手段（Ｔh2）及び上記凝縮温度検出手段（Ｔhc又は
Ｔhe）の出力を受け、凝縮温度が上限値よりも低い設定
値以上に達したとき、吐出冷媒温度が一定値以下であれ
ば上記電動膨張弁（５）の開度を所定開度だけ絞るよう
に制御する開度制御手段（５１Ｂ）が設けられている。

【００１１】また、請求項３記載の発明が講じた手段
は、図１に示すように、上記請求項２記載の発明におい
て、冷凍装置が、室外ユニットと室内ユニットとに分割
され、両ユニット間を連絡配管で接続してなる空気調和
装置で構成されている。そして、暖房運転時、上記連絡
配管の長さに応じ、連絡配管長さが長いほど開度制御手
段（５１Ｂ）における凝縮温度の設定値を低くするよう
に変更する変更手段（ＳＷtx）が設けられている。

【００１２】また、請求項４記載の発明が講じた手段
は、図６に示すように、圧縮機（１）、凝縮器（３又は
６）、電動膨張弁（５）及び蒸発器（６又は３）を順次
接続してなる冷媒回路（９）を備えた冷凍装置を前提と
している。

【００１３】そして、冷凍装置の運転開始時における上
記電動膨張弁（５）の開度を一定値に設定する初期開度
設定手段（５２）と、冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温
度検出手段（Ｔhc又はＴhe）とが設けられている。更
に、該凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）の出力を受
け、凝縮温度に基づき上記電動膨張弁（５）の開度を制
御する開度制御手段（５１Ｃ）と、該凝縮温度検出手段
（Ｔhc又はＴhe）の出力を受け、凝縮温度が所定温度以
上に達すると、上記圧縮機（１）を所定時間の間サーモ
オフ停止させた後再起動させるように制御する運転制御
手段（５３）とが設けられている。加えて、該運転制御
手段（５３）による圧縮機（１）の再起動時における上
記電動膨張弁（５）の初期開度を前回起動時の初期開度
よりも所定開度低減させるように変更する開度低減手段
（５４）が設けられている。

【００１４】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
冷凍装置の運転時、凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）
で検出される凝縮温度が上限値以上に達すると、冷凍装
置が異常停止され、運転回復のための措置を講じないと
運転を再開できないので、空調を行う上で支障が生じ
る。

【００１５】ここで、本発明では、凝縮温度が上限値よ
りも低い設定値以上に達すると、開度制御手段（５１
Ａ）により、電動膨張弁（５）の開度が絞るように制御
されるので、冷媒循環量が低減することになり、この冷
媒循環量の低減により凝縮温度が低下して、上限値にま
で過上昇するような事態が回避される。

【００１６】特に、変更手段（ＳＷtx）により、開度制
御手段（５１Ａ）により電動膨張弁（５）の絞り制御を
するための凝縮温度の設定値が、室外ユニットと室内ユ
ニットとの間の連絡配管の長さが長いほど低くするよう
変更される。

【００１７】したがって、運転可能範囲が拡大すると共
に、連絡配管が長いときにも、電動膨張弁（５）の開度
変更による冷媒状態の変化が遅れて、制御の追随性が良
好に維持されることになる。

【００１８】また、請求項２記載の発明では、開度制御
手段（５１Ｂ）により電動膨張弁（５）の絞り制御を行
う際、吐出温度検出手段（Ｔh2）で検出される吐出冷媒
温度が一定値以上のときに、電動膨張弁（５）の開度が
絞られる。すなわち、電動膨張弁（５）の開度低減に伴
ない、冷媒量の減少と共に吐出冷媒温度が上昇するの
で、運転状態によって吐出冷媒温度が過上昇し、圧縮機
（１）の故障や、それを回避するための異常停止を招く
虞れが生じるが、本発明では、吐出冷媒温度に余裕があ
る場合にのみ電動膨張弁（５）開度が絞られるので、信
頼性が良好に維持されることになる。

【００１９】また、請求項３記載の発明では、上記請求
項２記載の発明において、変更手段（ＳＷtx）により、
開度制御手段（５１）により電動膨張弁（５）の絞り制
御をするための凝縮温度の設定値が、室外ユニットと室
内ユニットとの間の連絡配管の長さが長いほど低くする
よう変更される。したがって、連絡配管が長いときに
も、電動膨張弁（５）の開度変更による冷媒状態の変化
が遅れて、制御の追随性が良好に維持されることにな
る。

【００２０】また、請求項４記載の発明では、冷凍装置
の運転開始時、初期開度設定手段（５２）により、電動
膨張弁（５）の初期開度が一定値に設定されて運転が開
始され、開度制御手段（５１Ｃ）により、凝縮温度検出
手段（Ｔhc又はＴhe）で検出される冷媒の凝縮温度に基
づき算出される吐出冷媒の最適温度に吐出冷媒温度が収
束するよう電動膨張弁（５）の開度が制御される。その
際、例えば室内温度が高い暖房過負荷条件等では、凝縮
器（６）となる室内熱交換器の凝縮能力が不十分なため
に凝縮温度が上昇することがあるが、運転制御手段（５
３）により、凝縮温度が所定温度に達すると、圧縮機
（１）が所定時間の間サーモオフ停止するように制御さ
れるので、その間に凝縮温度が回復し、冷凍装置の異常
停止が回避される。

【００２１】さらに、開度低減手段（５４）により、圧
縮機（１）再起動時の電動膨張弁（５）の初期開度が前
回起動時よりも低減するよう変更されるので、圧縮機
（１）の起動時から凝縮温度の低い状態で運転が行わ
れ、その後凝縮温度が上昇してサーモオフ停止しても、
開度制御手段（５１Ｃ）による電動膨張弁（５）の開度
制御の追随性が良くなり、再起動後の運転時間が漸次長
く確保され、最終的に略定常状態に達することになる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００２３】図２は本発明を適用した空気調和装置の冷
媒配管系統を示し、一台の室外ユニット（Ａ）に対して
一台の室内ユニット（Ｂ）が接続されたセパレート形の
構成をしている。

【００２４】上記室外ユニット（Ａ）において、（１）
は容量固定形圧縮機、（２）は冷房運転時には図中実線
のごとく、暖房運転時には図中破線のごとく切換わる四
路切換弁、（３）は冷房運転時には凝縮器と、暖房運転
時には蒸発器として機能する熱源側熱交換器である室外
熱交換器、（４）は液冷媒を貯留するためのレシーバ、
（５）は冷媒の減圧機能と冷媒流量の調節機能とを有す
る電動膨張弁、（７）は圧縮機（１）の吸入管に介設さ
れ、吸入冷媒中の液冷媒を除去するためのアキュムレー
タである。

【００２５】また、上記室内ユニット（Ｂ）には、冷房
運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として
機能する利用側熱交換器である室内熱交換器（６）が配
置されている。

【００２６】上記各機器（１〜７）は冷媒配管（８）に
より順次接続され、特に上記室外ユニット（Ａ）と室内
ユニット（Ｂ）の間は、冷媒配管（８）の連絡配管（８
ｇ，８ｈ）により接続されており、冷媒の循環により熱
移動を生ぜしめるようにした冷媒回路（９）が構成され
ている。

【００２７】ここで、上記冷媒回路（９）の圧縮機
（１）吐出側には、吐出冷媒中の油を回収するための油
回収器（１０）が介設されていて、該油回収器（１０）
から圧縮機（１）−アキュムレータ（７）間の吸入管ま
で、油回収器（１０）の油を圧縮機（１）の吸入側に戻
すための油戻し通路（１１）が設けられている。そし
て、この油戻し通路（１１）には、油の流量を調節する
ための流量制御弁（１２）が介設されていて、運転状態
に応じて圧縮機（１）の吸入側に油回収器（１０）の油
及び吐出冷媒の一部を戻すようになされている。

【００２８】また、冷媒回路（９）の液管において、上
記レシーバ（４）と電動膨張弁（５）とは、電動膨張弁
（５）がレシーバ（４）の下部つまり液部に連通するよ
う共通路（８ａ）に直列に配置されており、共通路（８
ａ）のレシーバ（４）上部側の端部である点（Ｐ）と室
外熱交換器（３）との間は、レシーバ（４）側への冷媒
の流通のみを許容する第１逆止弁（２１）を介して第１
流入路（８ｂ）により、上記共通路（８ａ）の点（Ｐ）
と室内熱交換器（６）との間はレシーバ（４）側への冷
媒の流通のみを許容する第２逆止弁（２２）を介して第
２流入路（８ｃ）によりそれぞれ接続されている一方、
共通路（８ａ）の上記電動膨張弁（５）側の端部である
点（Ｑ）と上記第１逆止弁（２１）−室外熱交換器
（３）間の点（Ｓ）とは第１キャピラリチューブ（Ｃ
１）を介して第１流出路（８ｄ）により、共通路（８
ａ）の上記点（Ｑ）と上記第２逆止弁（２２）−室内熱
交換器（６）間の点（Ｒ）とは第２キャピラリチューブ
（Ｃ２）を介して第２流出路（８ｅ）によりそれぞれ接
続されている。

【００２９】すなわち、冷房運転時には、室外熱交換器
（３）で凝縮液化された液冷媒が第１逆止弁（２１）を
経てレシーバ（４）に貯溜され、電動膨張弁（５）及び
第２キャピラリチューブ（Ｃ２）で減圧された後、室内
熱交換器（６）で蒸発して圧縮機（１）に戻る循環とな
る一方、暖房運転時には、室内熱交換器（６）で凝縮液
化された液冷媒が第２逆止弁（２２）を経てレシーバ
（４）に貯溜され、電動膨張弁（５）及び第１キャピラ
リチューブ（Ｃ１）で減圧された後、室外熱交換器
（３）で蒸発して圧縮機（１）に戻る循環となるように
構成されている。

【００３０】なお、（８ｆ）は、点（Ｐ）−点（Ｓ）間
の第１流入路（８ｂ）において第１逆止弁（２１）をバ
イパスして設けられた液封防止バイパス路であって、該
液封防止バイパス路（８ｆ）には冷媒減圧用の第３キャ
ピラリチューブ（Ｃ３）が介設されている。

【００３１】また、空気調和装置には、センサ類が配置
されていて、（Ｔh2）は圧縮機（１）の吐出管に配置さ
れ、吐出冷媒温度Ｔ２を検出する吐出温度検出手段とし
ての吐出管センサ、（Ｔhc）は室外熱交換器（３）の液
管に配置され、暖房運転時には蒸発温度を検出し、冷房
運転時に冷媒の凝縮温度を検出して凝縮温度検出手段と
なる外熱交センサ、（Ｔha）は室外熱交換器（３）の空
気吸込口に配置され、外気温度を検出する外気温セン
サ、（Ｔhe）は室内熱交換器（６）の液管に配置され、
冷房運転時に蒸発温度を検出し、暖房運転時には凝縮温
度を検出して凝縮温度検出手段となる内熱交センサ、
（Ｔhr）は室内熱交換器（６）の空気吸込口に配置さ
れ、吸込空気温度を検出する室内吸込センサであって、
上記各センサは、空気調和装置の運転を制御するための
コントローラ（図示せず）に信号の入力可能に接続され
ており、該コントローラにより、センサの信号に応じて
各機器の運転を制御するようになされている。

【００３２】また、（ＨPS）は高圧圧力保護スイッチで
あって、該高圧圧力保護スッチ（ＨPS）により、高圧側
圧力が上限値に達すると、空気調和装置を異場停止させ
て、空気調和装置を保護するようになされている。

【００３３】次に、図３は、冷房運転時における制御マ
ップを示し、横軸は上記内熱交センサ（Ｔhe）で検出さ
れる蒸発温度Ｔｅ、縦軸は上記外熱交センサ（Ｔhc）で
検出される凝縮温度Ｔｃ、また、斜線は、上記吐出管セ
ンサ（Ｔh2）で検出される吐出冷媒温度Ｔ２であって、
これらの３つの温度Ｔｅ、Ｔｃ及びＴ２をパラメータと
する３次元制御マップとなっている。

【００３４】この図３において、蒸発温度Ｔｅが−２０
℃以下で、凝縮温度Ｔｃが６０℃以下、かつ吐出冷媒温
度Ｔ２が１３５℃以下の部分である領域は、電動膨張
弁（５）の開度を開いてサーモオフ状態にする全開サー
モオフ領域である。

【００３５】また、蒸発温度Ｔｅが−２０℃〜−５℃
で、凝縮温度Ｔｃが６０℃以下の領域は第１ファジー
制御領域である。ただし、蒸発温度Ｔｅが−５℃以下で
あって、凝縮温度Ｔｃが図中２０℃から約３０℃に跨っ
て変化する上記領域の右下に位置する小三角形領域
は、電動膨張弁（５）の開度はそのままに維持してサー
モオフ（凍結防止）にする凍防サーモオフ領域である。

【００３６】また、蒸発温度Ｔｅ−５℃、凝縮温度Ｔｃ
が６０℃以下の領域は第２ファジー制御領域である。
ただし、そのうち図中太枠で囲まれた領域は、第３フ
ァジー制御領域、凝縮温度Ｔｃが６７℃以下で吐出冷媒
温度Ｔ２が１３５℃以上の領域は吐出冷媒温度Ｔ２が
過上昇にしたことにより空気調和装置を異常停止させる
吐出管異常停止領域である。

【００３７】また、凝縮温度Ｔｃが６０〜６４℃で吐出
冷媒温度Ｔ２が１１５〜１２５℃のある。

【００３８】また、凝縮温度Ｔｃが６０〜６７℃で吐出
冷媒温度Ｔ２が１１５〜１３５℃、かつ上記開度維持領
域を除く領域は、電動膨張弁（５）の開度をそのま
まに維持してサーモオフ状態にする開度維持サーモオフ
領域である。

【００３９】また、凝縮温度Ｔｃが６０〜６４℃で吐出
冷媒温度Ｔ２が１１５℃以下の領域（ただし、上記第
３ファジー制御領域を除いた部分）は、電動膨張弁
（５５）の開度を閉じる絞り制御領域である。

【００４０】また、凝縮温度Ｔｃが６４〜６７℃で吐出
冷媒温度Ｔ２が１１５℃以下の領域{10}は、電動膨張弁
（５）を全閉にしてサーモオフ状態にする全閉サーモオ
フ領域である。

【００４１】また、凝縮温度Ｔｃが６７℃以上で、吐出
冷媒温度Ｔ２が１３５℃以上の領域{11}は凝縮温度Ｔｃ
又は吐出冷媒温度Ｔ２の過上昇で異常停止する吐出管／
高圧異常停止領域である。

【００４２】また、凝縮温度Ｔｃが６７℃以上で吐出冷
媒温度Ｔ２が１３５℃以下の領域{12}は、凝縮温度Ｔｃ
の過上昇により異常停止する高圧異常停止領域である。

【００４３】次に、コントローラの制御内容について、
上記図３の制御マップを参照しつつ図４のフローチャー
トに基づき説明する。

【００４４】この図４は、請求項２記載の発明の実施例
であって、冷房運転における高圧制御の内容を示し、ス
テップＳ１で、１０秒の毎にカウントを更新することに
よりサンプリングタイム１０秒を設定するメインタイマ
のカウントｔmainＭが「０」か否かを判別し、「０」の
ときつまりサンプリングタイムが経過しているときに
は、ステップＳ２以下の制御を実行する。

【００４５】まず、ステップＳ２で、上記外熱交センサ
（Ｔhc）で検出される凝縮温度Ｔｃが設定値（６４℃）
以上か否かを判別して、Ｔｃ≧６４（℃）であれば、高
圧が過上昇する虞れがあると判断して、ステップＳ３
で、高圧過上昇フラグＦhp（１０秒ごとに「１」が積算
される）を積算した後、ステップＳ４で、高圧過上昇フ
ラグＦhpが「２１」以上になると、つまり３分３０秒が
経過すると、ステップＳ５で、サーモオフ運転を行う
（図３のサーモオフ領域又は{10}）。

【００４６】一方、Ｔｃ≧６４（℃）でなければステッ
プＳ６で、高圧過上昇フラグＦhpをリセットした後、さ
らにステップＳ７で、凝縮温度Ｔｃが６０℃以上か否か
を判別して、上記ステップＳ７の判別でＴｃ≧６０
（℃）でないとき、又はステップＳ４の待機中で、３分
３０秒が経過する前には、ステップＳ８に進み、吐出管
センサ異常フラグＦt2が「１」か否かを判別し、Ｆt2＝
１でなければ、つまり吐出管センサ（Ｔh2）が異常でな
ければ、ステップＳ９に進む。

【００４７】そして、ステップＳ９で、吐出冷媒温度Ｔ
２が１１５℃以下か否かを判別し、Ｔ２≦１１５（℃）
であれば、サーモオフにするにはまだ余裕があると判断
してステップＳ１０に進み、吐出冷媒温度Ｔ２が１２５
℃のときにカウントされるサーモオフフラグＦgas のカ
ウントをリセットした後、ステップＳ１１で、電動膨張
弁（５）の開度を大きめに閉じて、冷媒流量を低減する
ことにより、凝縮温度Ｔｃを低下させるよう制御する
（図３の絞り制御領域）。

【００４８】一方、上記ステップＳ９の判別で、Ｔ２≦
１１５（℃）でないときには、ステップＳ１２に移行し
て、さらにＴ２≧１２５（℃）か否かを判別し、Ｔ２≧
１２５であればステップＳ１３で、サーモオフフラグＦ
gas の積算を行った後、ステップＳ１４で、Ｆgas ≧１
８になると、つまりＴ２≧１２５（℃）の状態が３分間
持続すると、冷媒が欠乏している虞れもあるので、ステ
ップＳ１５で、電動膨張弁（５）の開度を確認するガス
欠乏確認制御を行った後、ステップＳ１６で、電動膨張
弁（５）の開度を現在開度のままに維持してサーモオフ
にするよう制御する（図３の開度維持サーモオフ領域
）。

【００４９】一方、上記ステップＳ１２の判別で、Ｔ２
≧１２５（℃）でないときには、ステップＳ１７で、サ
ーモオフフラグＦgas のカウントをリセットする。そし
て、上記ステップＳ１７の制御を終了すると、次の制御
に進む。また、上記ステップＳ１の判別で、サンプリン
グタイムを経過していないとき、ステップＳ７の判別で
Ｔｃ≧６０でないとき、あるいはステップＳ８の判別
で、吐出管センサ異常フラグＦt2が「１」つまり吐出管
センサ（Ｔh2）が異常のときにも、上記ステップＳ１１
の制御を行うことなく次の制御に進む。

【００５０】上記フローのステップＳ１１の制御によ
り、請求項２記載の発明における開度制御手段（５１
Ｂ）が構成され、該開度制御手段（５１Ｂ）は、凝縮温
度Ｔｃが上限値（６７℃）よりも低い設定値（６４℃）
以上に達したとき、吐出冷媒温度Ｔ２が一定値（上記実
施例では１１５℃）以下であれば電動膨張弁（５）の開
度を所定開度だけ絞るよう制御する。

【００５１】したがって、請求項２記載の発明では、先
ず、外熱交センサ（凝縮温度検出手段）（Ｔhc）で検出
される凝縮温度Ｔｃが、空気調和装置の異常停止を招く
上限値（上記実施例では１２５℃）よりも低い設定値
（上記実施例では１１５℃）以上に達すると、開度制御
手段（５１Ｂ）により、電動膨張弁（５）の開度を所定
開度だけ絞るよう制御される。

【００５２】すなわち、従来のもののように、凝縮温度
Ｔｃの低下を防止して、過熱度一定制御を円滑に行って
室温を適正な範囲に維持しようとするものの場合、運転
条件によっては、凝縮温度Ｔｃの過上昇により図３の異
常停止領域{12}に突入して、空気調和装置全体が異常停
止する虞れがあったが、本発明では、電動膨張弁（５）
が絞られることで、冷媒回路（９）に循環する冷媒量が
低減し、その結果、凝縮温度Ｔｃが低下して、装置の異
常停止を有効に回避することができ、よって、運転可能
範囲の拡大を図ることができる。

【００５３】更に、上記開度制御手段（５１Ｂ）によ
り、電動膨張弁（５）の絞り制御を行う際、吐出管セン
サ（Ｔh2）で検出される吐出冷媒温度Ｔ２が一定値（上
記実施例では１１５℃）以上であるときに限り、上述の
絞り制御が実行される。すなわち、電動膨張弁（５）開
度を絞ることで冷媒循環量が減少すると、吐出冷媒温度
Ｔｃが過上昇する虞れがあり、その場合にも、圧縮機
（１）の故障を防止すべく、空気調和装置全体を異常停
止する等の措置をとる必要が生じる。

【００５４】ここで、本発明では、吐出冷媒温度Ｔ２が
一定値（１１５℃）以下で、電動膨張弁（５）の開度を
絞る余裕があることを確認してから絞り制御を実行する
ので、上記のような信頼性の低下を招くことなく、運転
可能範囲の拡大を図ることができるのである。

【００５５】特に、上記実施例のように圧縮機（１）が
インバータにより運転容量を可変に調節されるタイプの
ものでないときには、冷媒循環量を圧縮機（１）の容量
で調節することができないので、本発明を適用すると著
効を発揮するものである。

【００５６】なお、上記第１実施例では、冷房運転時に
ついて説明したが、本発明は、後述の第２実施例のごと
く暖房運転時にも運用で、過負荷条件時における高圧カ
ットによる異常停止を回避することができる。

【００５７】次に、請求項２及び請求項３記載の発明に
係る第２実施例について図５に基き説明する。

【００５８】本実施例においても、冷媒配管系統は上記
第１実施例と同じ構成をしている（図２参照）。一方、
図５は、本実施例における暖房運転時の高圧制御の内容
を示し、ステップＲ１，Ｒ２で、それぞれ外熱交センサ
異常フラグＦtcが「１」か否か、サンプリングタイムが
経過したか否かをそれぞれ判別して、外熱交センサ（Ｔ
hc）が異常でなく、サンプリングタイムが経過している
時のみ以下の制御を実行する。

【００５９】まず、高圧補正スイッチ（ＳＷtx）が上記
室外ユニット（Ａ）と室内ユニット（Ｂ）との間の連絡
配管（８ｇ，８ｈ）の長さが標準的なときに該当する接
点「０」側に切換えられているときにはステップＲ３に
進み、所定の補正値Ｔｘを「０」と設定する一方、高圧
補正スイッチ（ＳＷtx）が、連絡配管（８ｇ，８ｈ）長
さが標準値よりも長い時に該当する接点「１」側に切換
えられているときには、ステップＲ４に進んでＴｘ＝２
とする。そして、ステップＲ５で、凝縮温度Ｔｃ（本実
施例では、内熱交センサ（Ｔhe）により検知される）が
設定値（６４−Ｔｘ）以上か否かを判別して、Ｔｃ≧
（６４−Ｔｘ）でなければ、ステップＲ６で、サーモオ
フフラグＦtcx をリセットした後、ステップＲ７で、Ｔ
ｃ≧（６０−Ｔｘ）か否かを判別する。

【００６０】そして、Ｔｃ≧（６０−Ｔｘ）でなけれ
ば、ステップＲ８に進み、室外ファンが低風量になって
からの時間をカウントする低風量フラグＦflが「０」か
否かを判別して、「０」でなければ、ステップＲ９に進
んでさらにＴｃ≦５６（℃）か否かを判別し、Ｔｃ≦５
６（℃）であれば、ステップＲ１０で室外ファンの風量
を高風量「Ｈ」にするとともに、ステップＲ１１で低風
量フラグＦflをリセットする。

【００６１】一方、上記ステップＲ５の判別で、Ｔｃ≧
（６４−Ｔｘ）のときには、ステップＲ１２に移行し
て、サーモオフフラグＦtcx を積算した後、ステップＲ
１３で、Ｆtcx ≦２１か否かを判別し、Ｆtcx ＞２１に
なると、つまり凝縮温度Ｔｃが設定値（６４−Ｔｘ）以
上になってから３分３０秒経過すると、ステップＲ１４
に進んで、空気調和装置をサーモオフにする。

【００６２】そして、上記ステップＲ１３の判別で、Ｆ
tcx ≦２１の間、あるいは上記ステップＲ７の判別でＴ
ｃ≧（６０−Ｔｘ）のときには、それぞれステップＲ１
５に進み、上記低風量フラグＦflが「０」でないか否か
を判別し、「０」でなければ、つまり室外ファンが低風
量であればステップＲ１６に進んで、Ｆfl≧１２か否
か、つまり低風量になってから２分間が経過したか否か
を判別して、２分間が経過すると、ステップＲ１７に進
み、吐出管センサ異常フラグＦt2が「１」か否かを判別
する。そして、吐出管センサ異常フラグＦt2が「１」の
ときには、後述のステップＲ１８〜Ｒ２０の制御を行う
ことなく、次の制御に進む。

【００６３】一方、吐出管センサ異常フラグＦt2が
「１」でなければ、ステップＲ１８に進み、さらに吐出
冷媒温度Ｔ２が一定値１１５（℃）以下か否かを判別し
て、Ｔ２≦１１５（℃）であれば、余裕があると判断
し、ステップＲ19で吐出管過上昇フラグＦgas をリセッ
トした後、ステップＲ２０で電動膨張弁（５）の開度を
大きめに閉じる。そして、その後次の制御に進む。

【００６４】なお、上記ステップＲ１５の判別で低風量
フラグＦflが「０」のときには、ステップＲ２１に移行
して、さらに室外ファンを停止させるべきときに「１」
になるファン停止フラグＦoff が「１」か否かを判別
し、「１」でなければ、ステップＲ２２で室外ファンを
低風量「Ｌ」にした後、ステップＲ２３で低風量フラグ
Ｆflの積算を行った後、次の制御に進む。

【００６５】また、上記ステップＲ１６の判別で、Ｆfl
≧１２のときにも、このステップＲ２３の制御を行った
後、次の制御に進む。

【００６６】さらに、上記ステップＲ１８の判別で、Ｔ
２＞１１５（℃）のときには、ステップＲ２４に移行し
て、Ｔ２≧１２５℃か否かを判別して、Ｔ２≧１２５
（℃）でなければステップＲ２５で吐出管過上昇フラグ
Ｆgas をリセットした後次の制御に進む一方、Ｔ２≧１
２５（℃）であれば、ステップＲ２６で吐出管過上昇フ
ラグＦgas を積算し、ステップＲ２７でＦgas ≧１８に
なるまでは上記制御を繰返した後、３分間が経過してＦ
gas ≧１８になると、ステップＲ２８で上述のガス欠乏
確認制御を行った後、ステップＲ２９で装置をサーモオ
フさせる。

【００６７】上記フローのステップＲ２０により、請求
項１記載の発明における開度制御手段（５１Ａ）が構成
され、該開度制御手段（５１Ａ）は、凝縮温度Ｔｃが上
限値（上記実施例では６７℃）よりも低い設定値（上記
実施例では６４℃）以上に達したとき、電動膨張弁
（５）の開度を所定開度だけ絞るよう制御する。また、
上記ステップＲ２０により、請求項３記載の発明におけ
る開度制御手段（５１Ｂ）が構成されている。

【００６８】更に、高圧補正スイッチ（ＳＷtx）の切換
により、電動膨張弁（５）の絞り制御を行う凝縮温度Ｔ
ｃの過上昇を判定する上限値（６４−Ｔｘ）が連絡配管
（８ｇ，８ｈ）長さが長いほど低い値に変更されるよう
になされていて、よって、高圧補正スイッチ（ＳＷtx）
は変更手段として機能するものである。

【００６９】したがって、上記第２実施例では、開度制
御手段（５１）により、上記第１実施例と同様に、電動
膨張弁（５）開度の絞り制御が行われ、空気調和装置の
異常停止が可能な限り回避される。

【００７０】その場合、室外と室内との間の連絡配管
（８ｇ，８ｈ）の長さが長いときには、暖房運転時、電
動膨張弁（５）と室内熱交換器（６）との距離が長くな
るので、電動膨張弁（５）の開度制御により凝縮温度の
変化が現れるのに長時間を要する。すなわち、制御の遅
れが生じるために、凝縮温度Ｔｃの過上昇により上記高
圧異常停止領域{11}又は{12}に移行するのが遅れ、信頼
性を損ねる虞れが生じるが、本発明では、高圧補正スイ
ッチ（変更手段）（ＳＷtx）により、凝縮温度Ｔｃの設
定値（上記実施例では６４℃）が、連絡配管（８ｇ，８
ｈ）が長いときには低くするよう変更されるので、上記
のような制御の遅れに起因する信頼性の低下が有効に防
止されることになる。

【００７１】次に、請求項４記載の発明に係る第３実施
例について説明する。

【００７２】第３実施例においても、冷媒回路の構成は
上記第１実施例と同様である。図７は、上記コントロー
ラによる暖房運転時の制御内容を示し、空気調和装置の
運転を開始すると、まず、ステップＳＴ１で、サーモオ
フ回路Ｄｎを初期値「０」に設定し、ステップＳＴ２
で、電動膨張弁（５）（５００パルスで全開となる）の
初期開度Ｐｏを式 Ｐｏ＝２５０−Ｄｎ×５０（パル
ス）に基づき設定する。つまり、空気調和装置の運転開
始直後は、Ｐｏ＝２５０（パルス）になる。

【００７３】次に、ステップＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５
で、室外ファン（図示せず）、四路切換弁（２）及び圧
縮機（１）を順次オンにして、ステップＳＴ６で、上記
吐出管センサ（Ｔh2）で検出された吐出冷媒温度Ｔ２を
入力し、ステップＳＴ７で電動膨張弁（５）の開度Ｐを
目標値制御する。すなわち、上記外熱交センサ（Ｔhc）
で検出された冷媒の蒸発温度Ｔｅと、上記内熱交センサ
（Ｔhe）で検出された冷媒の凝縮温度Ｔｃとから、式
Ｔｋ＝４−１．１３Ｔｅ＋１．７２Ｔｃに基づき、装置
の最適な冷凍効果を与える最適温度Ｔｋを演算し、吐出
冷媒温度Ｔ２がこの最適温度Ｔｋに収束するように電動
膨張弁（５）の開度Ｐを制御する。

【００７４】そして、この電動膨張弁（５）開度Ｐの目
標値制御を行っている間に凝縮温度Ｔｃが上昇して、ス
テップＳＴ８の判別で、凝縮温度Ｔｃがサーモオフ設定
値６２℃を越える状態が９０秒間継続すると、ステップ
ＳＴ９に進み、空気調和装置の運転開始後のサーモオフ
回数Ｄｎを１だけ積算して、ステップＳＴ１０で、圧縮
機（）をサーモオフ停止させた後、ステップＳＴ１１
で、サーモオフ後３分間待ってから、上記ステップＳＴ
２に制御に戻る。

【００７５】上記フローにおいて、ステップＳＴ２の制
御により初期開度設定手段（５２）が構成され、ステッ
プＳＴ７の制御により請求項４記載の発明における開度
制御手段（５１Ｃ）が構成されている。また、ステップ
ＳＴ１０，ＳＴ１１からステップＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ
５の制御により運転制御手段（５３）が構成され、ステ
ップＳＴ９の制御により開度低減手段（５４）が構成さ
れている。

【００７６】したがって、第３実施例では、初期開度設
定手段（５２）により、電動膨張弁（５）の初期開度Ｐ
ｏが一定値（２５０パルス）に設定されて運転が開始さ
れ、開度制御手段（５１Ｃ）により、内熱交センサ（Ｔ
he）で検出される冷媒の凝縮温度Ｔｃに基づき産出され
る吐出冷媒の最適温度Ｔｋに吐出冷媒温度Ｔ２が収束す
るよう電動膨張弁（５）の開度Ｐが制御される。その
際、行えば室内温度が高い暖房過負条件等では、凝縮器
となる室内熱交換器（６）の凝縮能力が不十分なために
凝縮温度Ｔｃが上昇することがあるが、運転制御手段
（５３）により、凝縮温度Ｔｃが所定温度（サーモオフ
温度６２℃）に達すると、圧縮機（１）が所定時間（３
分間）の間サーモオフ停止するように制御されるので、
その間に凝縮温度Ｔｃが回復し、空気調和装置の異常停
止が回避される。

【００７７】しかるに、暖房過負荷条件が長く続くよう
な場合には、図９に示すように、いったん時刻ｘ１でサ
ーモオフ停止して、所定時間経過後（図中の時刻ｘ２）
に再起動しても、すぐに凝縮温度Ｔｃが上昇する。その
とき、凝縮温度Ｔｃの上昇を抑制すべく電動膨張弁
（５）の開度が絞られるが、凝縮温度Ｔｃの上昇が急で
あるので電動膨張弁（５）の開度増大による制御で追随
ないことがある。そして、凝縮温度Ｔｃが再びサーモオ
フ設定値を越えてサーモオフ停止し（図中の時刻ｘ
３）、以後、再起動（図中の時刻ｘ４），サーモオフ
（時刻ｘ５），…を繰り返すことになり、斯かる場合に
は信頼性が低下する虞れがある。

【００７８】ここで、上記実施例（請求項４記載の発
明）では、開度低減手段（５４）により、図８に示すよ
うに、運転中に圧縮機（１）がサーモオフ停止して（図
中の時刻ｔ０）、所定時間経過後（図中の時刻ｔ１）に
再起動する場合、再起動時の電動膨張弁（５）の初期開
度Ｐｏが前回起動時の初期開度から低減するよう変更さ
れるので、圧縮機（１）の起動時から凝縮温度の低い状
態で運転が行われる。したがって、その後凝縮温度Ｔｃ
が上昇してサーモオフ停止しても（図中の時刻ｔ２）、
開度制御手段（５１Ｃ）による電動膨張弁（５）の開度
制御の追随性が良くなり、図９における再起動後の運転
時間（ｘ２−ｘ１）よりも長い運転時間（ｔ２−ｔ１）
が確保されることになる。その後、サーモオフ，再起動
を繰り返してもその都度運転開始（ｔ４−ｔ３），…が
増大し、最終的に略定常状態に維持することができ、よ
って、空気調和装置の異常停止を回避しながら、圧縮機
（１）の頻繁なサーモオフ停止の回避により、空調感及
び信頼性の向上を図ることができるのである。

【００７９】なお、上記実施例では、凝縮温度Ｔｃを内
熱交センサ（Ｔhe）で検知するようにしたが、冷房運転
時には外熱交センサ（Ｔhc）で検知される。さらに、圧
力センサを配置して、高圧側圧力又は凝縮圧力相当飽和
温度を制御パラメータとしてもよいことはいうまでもな
い。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、冷媒減圧用の電動膨張弁を配置した冷凍装
置において、凝縮温度が上限値よりも低い設定値以上に
達したときには、電動膨張弁の開度を所定開度だけ絞る
ようにしたので、冷媒循環量の低減により凝縮温度の上
昇が抑制され、凝縮温度が上限値に達することによる空
気調和装置の異常停止を回避することができ、よって、
運転可能範囲の拡大を図ることができる。

【００８１】その上、請求項１及び請求項３記載の発明
によれば、室外と室内との間の連絡配管の長さが長いと
きには、電動膨張弁の絞り制御を行う設定値を低い値に
変更するようにしたので、制御の遅れによる信頼性の低
下を有効に防止することができる。

【００８２】また、請求項２記載の発明によれば、凝縮
温度が設定値以上に達したときには、吐出冷媒温度が一
定値以下でれば電動膨張弁の開度を絞るようにしたの
で、冷媒循環量の減少に起因する吐出冷媒温度の過上昇
を抑制しながら、凝縮温度の上昇が抑制され、よって、
信頼性の向上を図ることができる。

【００８３】また、請求項４記載の発明によれば、冷凍
装置の運転開始時に電動膨張弁の初期開度を一定値に設
定した後、凝縮温度に基づき電動膨張弁の開度を制御し
て、凝縮温度が所定値以上になると圧縮機を所定時間の
間サーモオフ停止させた後再起動させるとともに、再起
動時の電動膨張弁の初期開度を前回起動時よりも所定開
度低減させるようにしたので、暖房過負荷等により凝縮
温度が上昇する条件下でも、異常停止を回避しながらサ
ーモオフ，再起動の繰り返しを低減させることができ、
よって、冷凍効果及び信頼性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜請求項３記載の発明の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】第１実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統
図である。

【図３】蒸発温度、凝縮温度及び吐出冷媒温度に応じた
電動膨張弁の開度制御の状態を示す制御マップ図であ
る。

【図４】冷房運転時の高圧制御の内容を示すフローチャ
ート図である。

【図５】第２実施例の暖房運転時の高圧制御の内容を示
すフローチャート図である。

【図６】請求項４記載の発明の構成を示すブロック図で
ある。

【図７】第３実施例の制御内容を示すフローチャート図
である。

【図８】第３実施例における凝縮温度及び電動膨張弁開
度の時間変化図である。

【図９】従来のサーモオフ停止制御による凝縮温度及び
電動膨張弁開度の時間変化図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ３ 室外熱交換器（凝縮器又は蒸発器） ５ 電動膨張弁 ６ 室内熱交換器（蒸発器又は凝縮器） ９ 冷媒回路 ５１ 開度制御手段 ５２ 初期開度設定手段 ５３ 運転制御手段 ５４ 開度低減手段 ＳＷtx 高圧補正スイッチ（変更手段） Ｔh2 吐出管センサ（吐出温度検出手段） Ｔhc 外熱交センサ（凝縮温度検出手段） Ｔhe 内熱交センサ（凝縮温度検出手段）

フロントページの続き (72)発明者 植野 武夫 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社 堺製作所 金岡工場内 (72)発明者 堀内 正美 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社 堺製作所 金岡工場内 (56)参考文献 実開 昭63−181768（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）、凝縮器（３又は６）、電動
   膨張弁（５）及び蒸発器（６又は３）を順次接続してな
   る冷媒回路（９）を備えた冷凍装置において、 冷凍装置が、室外ユニットと室内ユニットとに分割さ
   れ、両ユニット間を連絡配管で接続してなる空気調和装
   置で構成される一方、 冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段（Ｔhc又は
   Ｔhe）と、 該凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）の出力を受け、凝
   縮温度が上限値よりも低い設定値以上に達したとき、上
   記電動膨張弁（５）の開度を所定開度だけ絞るように制
   御する開度制御手段（５１Ａ）と、 暖房運転時、上記連絡配管の長さに応じ、連絡配管長さ
   が長いほど上記開度制御手段（５１Ａ）における凝縮温
   度の設定値を低くするように変更する変更手段（ＳＷt
   x）とを備えている ことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
2. 【請求項２】圧縮機（１）、凝縮器（３又は６）、電動
   膨張弁（５）及び蒸発器（６又は３）を順次接続してな
   る冷媒回路（９）を備えた冷凍装置において、 冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段（Ｔhc又は
   Ｔhe）と、 上記圧縮機（１）の吐出冷媒温度を検出する吐出温度検
   出手段（Ｔh2）と、 該吐出温度検出手段（Ｔh2）及び上記凝縮温度検出手段
   （Ｔhc又はＴhe）の出力を受け、凝縮温度が上限値より
   も低い設定値以上に達したとき、吐出冷媒温度が一定値
   以下であれば上記電動膨張弁（５）の開度を所定開度だ
   け絞るように制御する開度制御手段（５１Ｂ）と を備えていることを特徴とする冷凍装置の運転制御装
   置。
3. 【請求項３】上記請求項２記載の冷凍装置の運転制御装
   置において、 冷凍装置は、室外ユニットと室内ユニットとに分割さ
   れ、両ユニット間を連絡配管で接続してなる空気調和装
   置で構成される一方、 暖房運転時、上記連絡配管の長さに応じ、連絡配管長さ
   が長いほど開度制御手段（５１Ｂ）における凝縮温度の
   設定値を低くするように変更する変更手段（ＳＷtx）を
   備えている ことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
4. 【請求項４】圧縮機（１）、凝縮器（３又は６）、電動
   膨張弁（５）及び蒸発器（６又は３）を順次接続してな
   る冷媒回路（９）を備えた冷凍装置において、 冷凍装置の運転開始時における上記電動膨張弁（５）の
   開度を一定値に設定する初期開度設定手段（５２）と、 冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段（Ｔhc又は
   Ｔhe）と、 該凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）の出力を受け、凝
   縮温度に基づき上記電動膨張弁（５）の開度を制御する
   開度制御手段（５１Ｃ）と、 該凝縮温度検出手段（Ｔhc又はＴhe）の出力を受け、凝
   縮温度が所定温度以上に達すると、上記圧縮機（１）を
   所定時間の間サーモオフ停止させた後再起動させるよう
   に制御する運転制御手段（５３）と、 該運転制御手段（５３）による圧縮機（１）の再起動時
   における上記電動膨張弁（５）の初期開度を前回起動時
   の初期開度よりも所定開度低減させるように変更する開
   度低減手段（５４）と を備えていることを特徴とする冷凍装置の運転制御装
   置。