JP4609469B2

JP4609469B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP4609469B2
Application number: JP2007247558A
Authority: JP
Inventors: 明治小島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2008209105A

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、油戻しによる室内の温度変動の抑制対策に係るものである。

従来、油戻し運転を備えた空気調和装置として、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１の空気調和装置は、圧縮機から流出して冷媒配管や熱交換器に残留した冷凍機油を回収する油戻し運転制御を備えている。この特許文献１にも開示されているように、一般に、油戻し運転は、圧縮機を通常運転時よりも高い回転数で駆動して行われる。つまり、圧縮機の回転数をできるだけ高くして冷媒回路内の冷媒流速を増大させることにより、冷凍機油の回収力を高めて油戻し運転時間を短縮させようとしている。
特開２００２−３４９９３８号公報

しかしながら、上述した空気調和装置の油戻し運転では、圧縮機を高回転数で駆動するため、空調能力が著しく増大し、室内温度が大幅に変動するという問題があった。特に、温度管理が厳しい試験室や工場等においては、油戻しの運転時間は短いとはいえ、その間の僅かな温度変化を回避したいという強い要望があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒回路を備えた空気調和装置において、冷媒回路内の冷凍機油の残留を抑制することで、油戻し運転を省略し、室内の温度変動を抑制することである。

第１の発明は、可変容量の圧縮機（11）と室外熱交換器（13）と室内熱交換器（16）とを有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた空気調和装置を前提としている。そして、本発明は、上記圧縮機（11）の最低運転容量が第１容量に設定される第１運転モードと、上記圧縮機（11）の最低運転容量が上記第１容量より高く配管内の冷媒流速が所定値以上になる第２容量に設定される第２運転モードと、上記圧縮機（11）の最低運転容量が上記第２容量より高い第３容量に設定される第３運転モードとを備えているものである。

また、第２の発明は、可変容量の圧縮機（11）と室外熱交換器（13）と室内熱交換器（16）とを有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた空気調和装置を前提としている。そして、本発明は、上記圧縮機（11）の最低運転容量が第１容量に設定される第１運転モードと、上記圧縮機（11）の最低運転容量が上記第１容量より高く配管内の冷媒流速が所定値以上になる第２容量に設定される第２運転モードとを備えているものである。さらに、本発明は、上記配管内の冷媒流速を算出する流速算出手段（41）と、上記第２運転モードの圧縮機（11）の最低運転容量を上記流速算出手段（41）の冷媒流速に応じて変更する容量変更手段（42）とを備えている。さらに、上記容量変更手段（42）は、上記流速算出手段（41）の冷媒流速が上記所定値より一定量以上高いと、上記圧縮機（11）の最低運転容量を第２容量未満に引き下げるように構成されている。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記冷媒回路（10）は、上記圧縮機（11）および室外熱交換器（13）が設けられる室外ユニット（3a,3b）と上記室内熱交換器（16）が設けられる室内ユニット（2）との間に接続されるガス側連絡配管（4）および液側連絡配管（5）を備えているものである。そして、上記冷媒流速は、上記ガス側連絡配管（4）内のものである。

第４の発明は、上記第１の発明において、上記配管内の冷媒流速を算出する流速算出手段（41）と、上記第２運転モードの圧縮機（11）の最低運転容量を上記流速算出手段（41）の冷媒流速に応じて変更する容量変更手段（42）とを備えているものである。

上記第１および第２の発明では、冷房運転の場合、圧縮機（11）から吐出された冷媒が室外熱交換器（13）で凝縮し、室内熱交換器（16）で蒸発する。一方、暖房運転の場合、圧縮機（11）から吐出された冷媒が室内熱交換器（16）で凝縮し、室外熱交換器（13）で蒸発する。これら運転時において、圧縮機（11）は、最低運転容量以上の範囲で負荷（冷房負荷または暖房負荷）に応じて容量制御される。ここで、冷媒回路（10）において、圧縮機（11）の運転容量が低いと配管内の冷媒流速が低くなり、圧縮機（11）から冷媒と共に流出した冷凍機油が配管内に残留して圧縮機（11）へ戻りにくくなる。そうすると、圧縮機（11）内で潤滑不足が生じるため、配管内に残留している冷凍機油を圧縮機（11）へ回収する油戻し運転を行う必要がある。しかしながら、油戻し運転は、できるだけ短時間で油戻しを完了させるため圧縮機（11）をできるだけ高い容量（ほぼ最大運転容量）で運転するので、空調能力が過剰になり、室内温度が著しく変動してしまう。

そこで、第１および第２の発明は、圧縮機（11）の最低運転容量が異なる２つの運転モードを備えている。第１運転モードは、圧縮機（11）の最低運転容量が低いことから、負荷によっては配管内の冷媒流速が低くなり配管内に冷凍機油が残留し易くなるため、油戻し運転が必要になる。一方、第２運転モードは、第１運転モードよりも圧縮機（11）の最低運転容量が引き上げられ、その最低運転容量で圧縮機（11）を運転しても配管内の冷媒流速が所定値以上になる。したがって、冷媒流速の所定値を圧縮機（11）から流出した冷凍機油が再び圧縮機（11）へ戻ってくる最低の値に設定すれば、第２運転モードでは冷凍機油が配管内に殆ど残留しなくなり、油戻し運転が不要になる。これにより、第１運転モードにおいては例えば一定の運転時間毎に強制的に油戻し運転が行われるように設定し、第２運転モードにおいては一切油戻し運転が行われないように設定することができる。その結果、第２運転モードを選択することにより、油戻し運転による室内温度の変動が防止される。

また、上記第１の発明では、配管内の冷媒流速が所定値以上になる第２運転モードおよび第３運転モードが選択可能になっている。ここで、圧縮機（11）の運転容量が一定の場合、冷媒回路（10）における配管径が大きいと配管内の冷媒流速が低くなり、逆に配管径が小さいと配管内の冷媒流速が高くなる。したがって、配管径が比較的小さいものに対しては第２運転モードを選択し、配管径が比較的大きいものに対しては第３運転モードを選択すれば、配管内の必要な冷媒流速が適切に確保される。

また、上記第３の発明では、ガス側連絡配管（4）を基準に必要な冷媒流速を設定しているので、圧縮機（11）から流出した冷凍機油が確実に圧縮機（11）に戻ってくる。つまり、冷媒回路（10）において、ガス側連絡配管（4）や液側連絡配管（5）は他の箇所よりも比較的長さが長いため、冷凍機油が残留しやすい。また、ガス側連絡配管（4）は、ガス冷媒が流れることから、液冷媒が流れる液側連絡配管（5）に比べて、流体力が小さく冷凍機油が残留しやすい。このように、冷凍機油が残留しやすいガス側連絡配管（4）における冷媒流速を基準にすることで必要最低限の冷媒流速が設定される。

また、上記第２および第４の発明では、第２運転モードにおいて、配管内の実際の冷媒流速が算出される。そして、算出された冷媒流速に応じて圧縮機（11）の最低運転容量である第２容量が変更される。例えば算出された冷媒流速が著しく高いと、最低運転容量が引き下げられ、算出された冷媒流速が著しく低いと、最低運転容量が引き上げられる。これにより、確実に配管内の必要冷媒流速が確保される。

また、上記第２の発明では、算出された実際の冷媒流速が所定値（即ち、圧縮機（11）から流出した冷凍機油が再び圧縮機（11）へ戻ってくる最低の値）よりも著しく高いと、圧縮機（11）の最低運転容量が第２容量よりも低い値に設定される。つまり、圧縮機（11）の最低運転容量が不必要に引き上げられるのを防止できる。

したがって、第１および第２の発明によれば、油戻し運転が必要な第１運転モードと、圧縮機（11）の最低運転容量を引き上げて油戻し運転を不要にした第２運転モードとを選択可能に備えるようにした。したがって、室内の温度管理が厳しい試験室や工場などにおいて、必要に応じて第２運転モードを選択すれば、油戻し運転による室内温度の変動を回避することができ、高精度な温度制御を実現できる。

さらに、第１の発明によれば、油戻し運転が不要な運転モードとして、圧縮機（11）の最低運転容量が異なる第２運転モードと第３運転モードを選択可能に備えるようにした。したがって、冷媒回路（10）の配管径の大小によって配管内の必要冷媒流速を適切に確保することができる。これにより、配管内の冷凍機油の残留を確実に防止することができる。

また、第３の発明によれば、ガス側連絡配管（4）を基準に冷媒流速を設定したので、必要最低限の冷媒流速を確実に確保することができる。したがって、配管内の冷凍機油の残留を確実に防止でき、一層油戻し運転が不要になる。

また、第２または第４の発明によれば、実際の冷媒流速に応じて圧縮機（11）の最低運転容量を変更するようにしたので、必要な冷媒流速を確保するように圧縮機（11）の最低運転容量を適切に設定することができる。したがって、圧縮機（11）の最低運転容量が過剰に引き上げられたり、また引き下げられたりするのを防止することができる。これにより、圧縮機（11）の運転容量の制御範囲を適切に確保することができ、空気調和装置（1）を適切に制御することができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る空気調和装置（1）は、１つの室内ユニット（2）に対して２つの室外ユニット（3a,3b）が並列に接続された、いわゆる室外マルチタイプのものである。室内ユニット（2）と各室外ユニット（3a,3b）は、ガス側連絡配管（4）と液側連絡配管（5）とにより接続されている。ガス側連絡配管（4）は室外ユニット（3a,3b）側でガス側第１分岐管（4a）とガス側第２分岐管（4b）に分岐しており、液側連絡配管（5）は室外ユニット（3a,3b）側で液側第１分岐管（5a）と液側第２分岐管（5b）に分岐している。

上記各室外ユニット（3a,3b）は、空調対象室（6）の室外に設置されている。各室外ユニット（3a,3b）は、インバータの周波数制御により運転容量が可変に構成された圧縮機（11）と、四路切換弁（12）と、室外熱交換器（13）と、電子膨張弁により構成された室外膨張弁（14）と、アキュムレータ（15）とを備えている。室外熱交換器（13）の近傍には室外ファンが設けられているが、図示を省略している。

上記各室外ユニット（3a,3b）において、圧縮機（11）は、吐出配管（21）を介して四路切換弁（12）の第１ポート（P1）に接続されている。この四路切換弁（12）の第２ポート（P2）は、室外熱交換器（13）のガス側端部に接続されている。また、圧縮機（11）は、途中にアキュムレータ（15）が設けられた吸入配管（22）を介して四路切換弁（12）の第３ポート（P3）に接続されている。四路切換弁（12）の第４ポート（P4）は室外ガス管（23）を介してガス側連絡配管（4）の分岐管（4a,4b）に接続されている。

上記四路切換弁（12）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通するとともに第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１位置（図の実線参照）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通するとともに第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図の破線参照）とに切り換え可能に構成されている。この四路切換弁（12）は、冷房運転時には第１位置に設定され、暖房運転時には第２位置に設定される。

上記室外熱交換器（13）の液側端部は、途中に室外膨張弁（14）が設けられた室外液管（24）を介して液側連絡配管（5）の分岐管（5a,5b）に接続されている。

上記室内ユニット（2）は、空調対象室（6）の室内に設置され、室内熱交換器（16）と室内膨張弁（膨張機構）（17）とを備えている。室内膨張弁（17）は、電子膨張弁により構成されている。液側連絡配管（5）は、途中に室内膨張弁（17）を有する室内液管（25）を介して室内熱交換器（16）の液側端部に接続されている。室内熱交換器（16）のガス側端部は、室内ガス管（26）を介してガス側連絡配管（4）に接続されている。室内熱交換器（16）の近傍には、室内ファン（18）が設置されている。

上記室内ユニット（2）には、空調対象室（6）の室内温度を検出する室内温度センサ（31）が設けられている。さらに、室内ユニット（2）には、室内熱交換器（16）における冷媒温度を検出する室内熱交温度センサ（39）が設けられている。

上記室外ユニット（3a,3b）には、圧縮機（11）の吸入配管（22）における低圧冷媒温度を検出する吸入温度センサ（34）、圧縮機（11）の吐出配管（21）における高圧冷媒温度を検出する吐出温度センサ（35）、外気温度を検出する外気温度センサ（36）、室外熱交換器（13）における冷媒温度を検出する室外熱交温度センサ（37）、そして圧縮機（11）の吐出圧力が所定値以上に上昇すると圧縮機（11）の運転を停止させる高圧圧力開閉器（38）などが設けられている。なお、他のセンサ類については図示を省略している。

上記空気調和装置（1）は、冷房運転および暖房運転が切り換えて行われる。冷房運転の場合、四路切換弁（12）が第１位置に設定されるとともに、室外膨張弁（14）が全開に設定され、室内膨張弁（17）の開度が適宜調整される。この状態において、圧縮機（11）から吐出されたガス冷媒は、室外熱交換器（13）で凝縮して液冷媒となり、室内膨張弁（17）で減圧されてから室内熱交換器（16）で蒸発し、アキュムレータ（15）を介して圧縮機（11）に戻るサイクルが行われる。

暖房運転の場合、四路切換弁（12）が第２位置に設定されるとともに、室内膨張弁（17）が全開となり、室外膨張弁（14）の開度が適宜調整される。この状態において、圧縮機（11）から吐出されたガス冷媒は、室内熱交換器（16）で凝縮して液冷媒となり、室外膨張弁（14）で減圧されてから室外熱交換器（13）で蒸発し、アキュムレータ（15）を介して圧縮機（11）に戻るサイクルが行われる。

この空気調和装置（1）は、リモコン（リモートコントローラ）（33）およびコントローラ（40）を備えている。

上記リモコン（33）は、圧縮機（11）の最低運転容量が異なる３つの運転モード（第１運転モード、第２運転モードおよび第３運転モード）がユーザーによって設定するためのものである。具体的に、圧縮機（11）の最低運転容量について、第１運転モードでは第１容量に、第２運転モードでは第１容量より高い第２容量に、第３運転モードでは第２容量より高い第３容量にそれぞれ設定されている。つまり、第２運転モードおよび第３運転モードは、第１運転モードよりも圧縮機（11）の最低運転容量が引き上げられ、容量制御範囲が狭くなっている。

また、第２容量および第３容量は、ガス側分岐管（4a,4b）を含むガス側連絡配管（4）における冷媒流速が所定値以上になる値に設定されている。この冷媒流速の所定値は、圧縮機（11）から流出した冷凍機油の殆どが配管内（特に、ガス側連絡配管（4））に残留せずに冷媒と共に圧縮機（11）に戻ってくる最低の値に設定されている。以下、この最低の値を必要冷媒流速という。なお、本実施形態において、第１容量、第２容量および第３容量は、それぞれ圧縮機（11）の最大容量の２０％、４０％および６０％に設定されている。

上記コントローラ（40）には、上述した各センサの検出値とリモコン（33）に設定された運転モードとが入力されるようになっている（図ではコントローラ（40）と各センサの接続状態は省略している）。

そして、上記コントローラ（40）は、入力された各運転モードに応じて、圧縮機（11）の運転容量が最低運転容量（第１容量、第２容量、第３容量）より低くならないように圧縮機（11）を容量制御する。また、コントローラ（40）は、第１運転モードにおいては一定の運転時間毎に油戻し運転を強制的に行うが、第２運転モードおよび第３運転モードにおいては油戻し運転を行わないように構成されている。油戻し運転は、圧縮機（11）を比較的高い運転容量で運転して、配管内に残留している冷凍機油を冷媒流れで圧縮機（11）に回収する運転である。この油戻し運転では、圧縮機（11）が最大容量の９０％〜１００％の運転容量で運転される。

このように、本実施形態では、油戻し運転が行われる第１運転モードと油戻し運転が行われない第２運転モードおよび第３運転モードとがユーザーによって選択可能になっている。以下に、コントローラ（40）の具体的な制御動作について図２を参照しながら説明する。

先ず、ステップＳＴ１において、「油戻し無し」が設定されたか否かが判断される。ユーザーは、運転開始時に、油戻し運転を行いたくないと判断した場合、リモコン（33）に「油戻し無し」を設定する。これにより、第２運転モードおよび第３運転モードが選択される。また、ユーザーは、油戻し運転を入れてもよい（即ち、圧縮機（11）の運転容量の制御範囲を狭めたくない）と判断した場合、「油戻し無し」を設定しない。これにより、第１運転モードが選択される。そして、「油戻し無し」の設定の有無がコントローラ（40）に入力される。

ステップＳＴ１において、「油戻し無し」の設定ありと判断されると、ステップＳＴ２に移行して油戻し運転を全くしないことになる。「油戻し無し」の設定なしと判断されると、ステップＳＴ３に移行して、圧縮機（11）の最低運転容量が最大容量の２０％で設定される。つまり、第１運転モードが選択される。この場合、運転中、一定時間毎に油戻し運転が行われる。

ステップＳＴ２からステップＳＴ４へ移行すると、「油戻し無し設定＝１」が設定されたか否かが判断される。ユーザーは、運転開始時に、「油戻し無し」を設定すると共に、ガス側連絡配管（4）の配管径に応じて「油戻し無し設定＝１」を設定するか否かを判断する。具体的に、ガス側連絡配管（4）の配管径が比較的大きい場合、ユーザーは「油戻し無し設定＝１」を設定する。これにより、第３運転モードが選択される。また、ガス側連絡配管（4）の配管径が比較的小さい場合、ユーザーは「油戻し無し設定＝１」を設定しない。これにより、第２運転モードが選択される。そして、「油戻し無し設定＝１」の設定の有無がコントローラ（40）に入力される。

ステップＳＴ４において、「油戻し無し設定＝１」の設定ありと判断されると、ステップＳＴ５に移行して、圧縮機（11）の最低運転容量が最大容量の６０％まで引き上げられる。つまり、第３運転モードが選択される。また、「油戻し無し設定＝１」の設定なしと判断されると、ステップＳＴ６に移行して、圧縮機（11）の最低運転容量が最大容量の４０％まで引き上げられる。つまり、第２運転モードが選択される。

第２運転モードおよび第３運転モードでは、油戻し運転は行われない。つまり、圧縮機（11）から冷媒と共に流出した冷凍機油の殆どが圧縮機（11）に戻ってくるので、油戻し運転を行わなくても圧縮機（11）において潤滑不足は生じない。したがって、常時、負荷に応じて圧縮機（11）の容量制御を行うことができる。これにより、常時、室内温度を所望の温度に制御することができる。

また、ガス側連絡配管（4）の配管径が大きいと、その配管内の冷媒流速が低くなり、必要な冷媒流速を確保しにくくなる。逆に、ガス側連絡配管（4）の配管径が小さいと、その配管内の冷媒流速が高くなり、必要以上の冷媒流速となる。本実施形態では、配管径が大きいと第３運転モードが選択され、圧縮機（11）の最低運転容量が比較的高くなるため、配管内の冷媒流速を高めることができ、必要な冷媒流速を適切に確保することができる。また、配管径が小さいと第２運転モードが選択され、圧縮機（11）の最低運転容量がそれほど高くならないため、配管内の冷媒流速が過剰になるのを防止でき、必要な冷媒流速を適切に確保することができる。

−実施形態の効果−
この本実施形態によれば、油戻し運転が必要な第１運転モードと、圧縮機（11）の最低運転容量を引き上げて油戻し運転を不要にした第２運転モードおよび第３運転モードとを選択可能に備えるようにした。したがって、室内の温度管理が厳しい試験室や工場などにおいて、必要に応じて第２運転モードまたは第３運転モードを選択すれば、油戻し運転による室内温度の変動を回避することができ、精度の高い温度制御を行うことができる。

さらに、油戻し運転が不要な運転モードとして、圧縮機（11）の最低運転容量が異なる２種類（第２運転モードおよび第３運転モード）のものを選択可能に備えるようにした。したがって、冷媒回路（10）の配管径の大小によって配管内の必要冷媒流速を適切に確保することができる。これにより、配管内の冷凍機油の残留を確実に防止することができる。

また、ガス側連絡配管（4）を基準に必要冷媒流速を設定するようにしたので、必要最低限の冷媒流速を確実に確保することができる。したがって、配管内の冷凍機油の残留を確実に防止でき、一層油戻し運転が不要になる。つまり、冷媒回路（10）において、ガス側連絡配管（4）や液側連絡配管（5）は他の箇所よりも比較的長さが長いため、冷凍機油が残留しやすい。また、ガス側連絡配管（4）は、ガス冷媒が流れることから、液冷媒が流れる液側連絡配管（5）に比べて、流体力が小さく冷凍機油が残留しやすい。このように、冷凍機油が残留しやすいガス側連絡配管（4）を基準にすることにより、必要最低限の冷媒流速を設定することができる。

−実施形態の変形例−
上記実施形態の変形例について、図３および図４を参照しながら説明する。この変形例は、上記実施形態に係るコントローラ（40）の構成および制御動作を変更したものである。なお、ここでは、上記実施形態と異なる点について説明する。

図３に示すように、本変形例の各室外ユニット（3a,3b）には、吸入圧力センサ（51）と吐出圧力センサ（52）が設けられている。吸入圧力センサ（51）は、吸入配管（22）におけるアキュムレータ（15）の下流に設けられ、圧縮機（11）の吸入圧力を検出するものである。吐出圧力センサ（52）は、吐出配管（21）に設けられ、圧縮機（11）の吐出圧力を検出するものである。吸入圧力センサ（51）および吐出圧力センサ（52）の検出値は、コントローラ（40）に入力される。

本変形例のコントローラ（40）は、流速算出部（41）と容量変更部（42）を備えている。

上記流速算出部（41）は、ガス側連絡配管（4）における冷媒流速を算出する流速算出手段を構成している。具体的に、流速算出部（41）は、先ず、吸入圧力センサ（51）の吸入圧力と、吐出圧力センサ（52）の吐出圧力と、吸入温度センサ（34）の吸入温度とから、圧縮機（11）の体積循環量（即ち、圧縮機（11）の能力）を算出する。また、流速算出部（41）は、吸入圧力センサ（51）の吸入圧力と、吸入温度センサ（34）の吸入温度とから、圧縮機（11）の吸入冷媒の密度を算出する。そして、流速算出部（41）は、算出した圧縮機（11）の体積循環量および吸入冷媒密度から冷媒の質量循環量を算出する。次に、流速算出部（41）は、算出した質量循環量と、ガス側連絡配管（4）の配管径とから、ガス側連絡配管（4）における冷媒流速を算出する。

上記容量変更部（42）は、流速算出部（41）によって算出された実際の冷媒流速に応じて第２運転モードおよび第３運転モードの圧縮機（11）の最低運転容量を変更するように構成されている。つまり、本変形例では、予め初期設定された最低運転容量（第２容量および第３容量）が実際の冷媒流速に応じて変更される。

以下に、本変形例のコントローラ（40）の制御動作について、図４を参照しながら説明する。なお、本変形例では、説明を容易にするため、上記実施形態において予め設定された圧縮機（11）の最低運転容量である第１容量、第２容量、第３容量を、それぞれ「レベルＡ」、「レベルＢ＋Ｎ（Ｎ＝０）」、「レベルＣ＋Ｎ（Ｎ＝０）」としている。

本変形例において、ステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１６は、基本的に上記実施形態（図２）のステップＳＴ１〜ステップＳＴ６と同様である。ステップＳＴ１１において、「油戻し無し」の設定ありと判断されると、ステップＳＴ１２に移行して油戻し運転が停止され、逆に「油戻し無し」の設定なしと判断されると、ステップＳＴ１３に移行して圧縮機（11）の最低運転容量が通常の比較的低いレベルＡに設定される。つまり、第１運転モードが選択される。

ステップＳＴ１４において、「油戻し無し設定＝１」の設定なしと判断されると、ステップＳＴ１６に移行して、圧縮機（11）の最低運転容量がレベルＡよりも高いレベルＢ＋Ｎ（Ｎ＝０）まで引き上げられる。つまり、第２運転モードが選択される。また、「油戻し無し設定＝１」の設定ありと判断されると、ステップＳＴ１５に移行して、圧縮機（11）の最低運転容量がレベルＢ＋Ｎよりも高いレベルＣ＋Ｎ（Ｎ＝０）まで引き上げられる。つまり、第３運転モードが選択される。ここでは、ステップＳＴ１５によって第３運転モードが選択されたと仮定する。

空気調和装置（1）は、第３運転モードで運転される。運転開始から所定時間が経過すると、ステップＳＴ１５からステップＳＴ１７に移行する。このステップＳＴ１７では、流速算出部（41）によってガス側連絡配管（4）における冷媒流速が算出される。

ステップＳＴ１８では、容量変更部（42）において、流速算出部（41）で算出した冷媒流速が「必要冷媒流速＋α（一定量）」以上であるか否かが判定される。「必要冷媒流速＋α」以上と判定されると、ステップＳＴ１９に移行する。ステップＳＴ１９では、容量変更部（42）によって、現時点で設定されている圧縮機（11）の最低運転容量である「レベルＣ＋Ｎ」の「Ｎ」の値が変更される。つまり、「Ｎ」の値が「ゼロ」から「−１」に変更される。そうすると、図５に示すように、圧縮機（11）の最低運転容量は、「レベルＣ」から「レベルＣ−１」に一段階引き下げられる。つまり、この制御では、実際の冷媒流速が必要冷媒流速よりも著しく高い場合、圧縮機（11）の最低運転容量が必要以上に引き上げられたとしてその最低運転容量が引き下げられる。

上述したように「Ｎ」の値が変更されると、ステップＳＴ２０に移行する。ステップＳＴ２０では、再度、流速算出部（41）によってガス側連絡配管（4）における冷媒流速が算出される。

ステップＳＴ２１では、容量変更部（42）において、流速算出部（41）で再算出した冷媒流速が「必要冷媒流速＋α」未満か否かが判定される。そして、「必要冷媒流速＋α」以上と判定されると（図５参照）、再びステップＳＴ１９に移行する。ステップＳＴ１９では、再び、容量変更部（42）によって「Ｎ」の値が「−１」から「−２」に変更される。これにより、圧縮機（11）の最低運転容量が、「レベルＣ−１」から「レベルＣ−２」へさらに一段階引き下げられる。つまり、実際の冷媒流速が未だ必要冷媒流速よりも高いため、その最低運転容量が引き下げられる。

次に、ステップＳＴ２０において、再々度、ガス側連絡配管（4）の冷媒流速が算出され、ステップＳＴ２１において、その冷媒流速が「必要冷媒流速＋α」未満か否かが判定される。そして、「必要冷媒流速＋α」未満と判定されると（図５参照）、ステップＳＴ２２に移行し、「Ｎ」の値が１つ前の「−１」に決定される。これにより、圧縮機（11）の最低運転容量が「レベルＣ−１」に変更決定される。つまり、圧縮機（11）の最低運転容量は、現在の運転状況に応じて必要最低限の値に変更される。

上述したように「Ｎ」の値が決定されてから所定時間が経過すると、再びステップＳＴ１７に戻る。つまり、この制御では、運転中において、所定時間毎に圧縮機（11）の最低運転容量が変更（更新）される。

一方、ステップＳＴ１８において、流速算出部（41）の冷媒流速が「必要冷媒流速＋α」未満と判定されると、ステップＳＴ２３に移行する。ステップＳＴ２３では、ステップＳＴ２０と同様に、「Ｎ」の値が変更される。しかし、ステップＳＴ２３では、先ず、「Ｎ」の値が「ゼロ」から「１」に変更される。そうすると、図６に示すように、圧縮機（11）の最低運転容量は、「レベルＣ」から「レベルＣ＋１」に一段階引き上げられる。つまり、この制御では、実際の冷媒流速が必要冷媒流速よりも低い場合、圧縮機（11）の最低運転容量が不足しているとしてその最低運転容量が引き上げられる。

そして、上述したように「Ｎ」の値が変更されると、ステップＳＴ２４に移行する。ステップＳＴ２４では、再度、流速算出部（41）によってガス側連絡配管（4）における冷媒流速が算出され、ステップＳＴ２５に移行する。

ステップＳＴ２５では、容量変更部（42）において、流速算出部（41）で再算出した冷媒流速が「必要冷媒流速＋α」以上か否かが判定される。そして、「必要冷媒流速＋α」未満と判定されると（図６参照）、再びステップＳＴ２３に移行する。ステップＳＴ２３では、再び、容量変更部（42）によって「Ｎ」の値が「１」から「２」に変更される。これにより、圧縮機（11）の最低運転容量が、「レベルＣ＋１」から「レベルＣ＋２」へさらに一段階引き上げられる。つまり、実際の冷媒流速が未だ必要冷媒流速よりも低いため、その最低運転容量が引き上げられる。

次に、ステップＳＴ２４において、再々度、ガス側連絡配管（4）の冷媒流速が算出され、ステップＳＴ２５において、その冷媒流速が「必要冷媒流速＋α」以上か否かが判定される。そして、「必要冷媒流速＋α」以上と判定されると（図６参照）、ステップＳＴ２６に移行し、「Ｎ」の値が現時点の「２」に決定される。これにより、圧縮機（11）の最低運転容量が「レベルＣ＋２」に変更決定される。つまり、圧縮機（11）の最低運転容量は、現在の運転状況に応じて必要最低限の値に変更される。

以上のように、この変形例では、圧縮機（11）の最低運転容量を実際の冷媒流速に応じて変更するようにした。したがって、必要冷媒流速を確保し得る適切な最低運転容量を設定することができる。つまり、最低運転容量が不必要に高く設定されるのを防止することができる。これにより、圧縮機（11）の運転容量の制御範囲を広くとることができ、空気調和装置（1）を適切に制御することができる。その他の構成、作用および効果は、上記実施形態と同様である。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態では、油戻し運転が不要な運転モードを２種類備えるようにしたが、これに限らず、本発明は、油戻し運転が不要な運転モードを３種類以上備えるようにしてもよい。その場合、配管径の大きさによって一層細かく運転モードを設定できるため、配管内の冷媒流速をより適切に確保することができる。

また、上記実施形態では、運転モードをリモコン（33）で設定するようにしたが、本発明は、直接コントローラ（40）に切換スイッチを設けて設定するようにしてもよく、設定方法については限定されない。

また、上記実施形態において、第１容量、第２容量および第３容量に関する数値（２０％、４０％および６０％）はこれに限るものではない。

また、上記実施形態では、ガス側連絡配管（4）を基準に必要冷媒流速を設定するようにしたが、これに限らず、本発明は、例えば液側連絡配管（5）を基準に設定するようにしてもよい。

また、上記各実施形態ではいわゆる室外マルチタイプの空気調和装置について説明したが、本発明は室外ユニットと室内ユニットを１台ずつ接続したいわゆるペア機タイプの空気調和装置であっても適用することができるし、１台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットを接続したいわゆる室内マルチタイプの空気調和装置であっても適用することができる。

また、本発明は、空気調和装置だけでなく、可変容量の圧縮機を備えて蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷蔵庫や冷凍庫などの冷凍装置にも適用してもよいことは勿論である。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、可変容量の圧縮機を有する空気調和装置として有用である。

実施形態に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。実施形態に係るコントローラの制御動作を示すフローチャートである。実施形態の変形例に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。実施形態に変形例に係るコントローラの制御動作を示すフローチャートである。圧縮機の最低運転容量の変更状態を説明するための図である。圧縮機の最低運転容量の変更状態を説明するための図である。

1 空気調和装置
2 室内ユニット
3a,3b 室外ユニット
4 ガス側連絡配管
5 液側連絡配管
10 冷媒回路
11 圧縮機
13 室外熱交換器
16 室内熱交換器
41 流速算出部（流速算出手段）
42 容量変更部（容量変更手段）

Claims

可変容量の圧縮機（11）と室外熱交換器（13）と室内熱交換器（16）とを有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた空気調和装置であって、
上記圧縮機（11）の最低運転容量が第１容量に設定される第１運転モードと、上記圧縮機（11）の最低運転容量が上記第１容量より高く配管内の冷媒流速が所定値以上になる第２容量に設定される第２運転モードと、上記圧縮機（11）の最低運転容量が上記第２容量より高い第３容量に設定される第３運転モードとを備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
可変容量の圧縮機（11）と室外熱交換器（13）と室内熱交換器（16）とを有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた空気調和装置であって、
上記圧縮機（11）の最低運転容量が第１容量に設定される第１運転モードと、上記圧縮機（11）の最低運転容量が上記第１容量より高く配管内の冷媒流速が所定値以上になる第２容量に設定される第２運転モードとを備え、
上記配管内の冷媒流速を算出する流速算出手段（41）と、
上記第２運転モードの圧縮機（11）の最低運転容量を上記流速算出手段（41）の冷媒流速に応じて変更する容量変更手段（42）とを備え、
上記容量変更手段（42）は、上記流速算出手段（41）の冷媒流速が上記所定値より一定量以上高いと、上記圧縮機（11）の最低運転容量を第２容量未満に引き下げるように構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１または２において、
上記冷媒回路（10）は、上記圧縮機（11）および室外熱交換器（13）が設けられる室外ユニット（3a,3b）と上記室内熱交換器（16）が設けられる室内ユニット（2）との間に接続されるガス側連絡配管（4）および液側連絡配管（5）を備え、
上記冷媒流速は、上記ガス側連絡配管（4）内のものである
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
上記配管内の冷媒流速を算出する流速算出手段（41）と、
上記第２運転モードの圧縮機（11）の最低運転容量を上記流速算出手段（41）の冷媒流速に応じて変更する容量変更手段（42）とを備えている
ことを特徴とする空気調和装置。