JP5182358B2

JP5182358B2 - 冷凍装置

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Publication number: JP5182358B2
Application number: JP2010500575A
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Inventors: 哲也岡本; 伸一笠原
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Filing date: 2009-02-27
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Description

本発明は、冷凍装置に関し、特に、高圧冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルにおける放熱側熱交換器の出口冷媒温度の制御対策に係るものである。

従来、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置は、空気調和装置に広く適用されている。この空気調和装置には、複数の室内ユニットが並列に接続されると共に、各室内ユニットが室外ユニットに並列に接続されたマルチ型空気調和装置がある。

例えば、特許文献１の空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器（熱源側熱交換器）及び室外膨張弁を有する１台の室外ユニットと、室内熱交換器（利用側熱交換器）を有する２台の室内ユニットとを備えている。上記２つの室内熱交換器がそれぞれ接続される２本の分岐配管には、各室内熱交換器に対応する室内膨張弁がそれぞれ設けられている。この空気調和装置の暖房時における室内冷凍能力は、各室内熱交換器の過冷却度に基づき室内膨張弁の開度を調節して制御されている。
特開２００４−４４９２１号公報

しかしながら、二酸化炭素を冷媒とする冷凍装置は、高圧冷媒の圧力が臨界圧力以上となる冷凍サイクル（超臨界冷凍サイクル）となる。したがって、各室内熱交換器の過冷却度に基づいて室内冷凍能力を調節することができない。このため、超臨界冷凍サイクルの冷凍装置では、室内熱交換器の出口冷媒温度を直接のパラメータとし、この出口冷媒温度が目標冷媒温度になるよう室内膨張弁の開度を調節することになる。

ところが、超臨界冷凍サイクルでは冷媒の凝縮領域が定まっていないため、高圧冷媒の圧力変動が大きく、この高圧変動に伴って出口冷媒温度が変動する。

具体的に、例えば、図５に示すように、室内熱交換器の出口冷媒温度Ｔgc(1)と目標冷媒温度Ｔgc(S1)とが３０℃である状態から、高圧冷媒の圧力が上昇すると、この圧力上昇に伴って出口冷媒温度Ｔgc(1)がＴgc(2)に上昇する。その際、目標冷媒温度Ｔgc(S1)は変動しないため、出口冷媒温度Ｔgc(2)と目標冷媒温度Ｔgc(S1)との間に温度差が生じる（Ｔgc(2)＞Ｔgc(S1)）。この結果、室内膨張弁の開度を小さくして冷媒の循環量を減らし、出口冷媒温度Ｔgc(2)を目標冷媒温度Ｔgc(S1)に近づける。

一方、図６に示すように、出口冷媒温度Ｔgc(2)と目標冷媒温度Ｔgc(S2)とが３０℃である状態から、高圧冷媒の圧力が降下すると、この圧力降下に伴って出口冷媒温度Ｔgc(2)がＴgc(3)に低下する。その際、目標冷媒温度Ｔgc(S2)は変動しないため、出口冷媒温度Ｔgc(3)と目標冷媒温度Ｔgc(S2)との間に温度差が生じる（Ｔgc(3)＜Ｔgc(S2)）。この結果、室内膨張弁の開度を大きくして冷媒の循環量を増やし、出口冷媒温度Ｔgc(3)が目標冷媒温度Ｔgc(S2)に近づける。

このように、従来の制御方法は、出口冷媒温度そのものの値を目標冷媒温度としているので、室内熱交換器の実際の出口冷媒温度が頻繁に変動するたびに室内膨張弁の開度を頻繁に調節することとなる。この結果、室内膨張弁の開度が安定せず、結果的に室内熱交換器の出口冷媒温度も安定せず、室内冷凍能力が安定しないという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、高圧冷媒の圧力変動に伴って室内熱交換器の出口冷媒温度が変動しても、制御弁の開度を安定させ、冷凍能力を安定させることを目的とする。

第１の発明は、圧縮機（22）、熱源側熱交換器（23）及び膨張機構（24）を有する熱源側回路（21）と、開度可変な制御弁（34a，34b）が接続された利用側熱交換器（33a，33b）を有し且つ互いに並列状態で上記熱源側回路（21）に接続された複数の利用側回路（31a，31b）とを備え、高圧冷媒の圧力が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、上記利用側熱交換器（33a，33b）の放熱時に、上記各利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度を所定温度に制御するコントローラ（50）とを備えた冷凍装置を対象としている。

そして、上記コントローラ（50）は、上記各利用側回路（31a，31b）における利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度と、全ての利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の平均値との偏差が、所定の目標値になるように上記各利用側回路（31a，31b）の制御弁（34a，34b）の開度を調節する弁制御部（50a）を備えている。

さらに、上記弁制御部（50a）の目標値は、上記各利用側熱交換器（33a，33b）が設けられる室内の目標空気温度に基づいた上記各利用側熱交換器（（33a，33b）の出口冷媒温度の目標冷媒温度と上記平均値との偏差としたものである。

上記第１の発明では、冷媒が冷媒回路（10）を循環し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。そして、例えば、上記圧縮機（22）で圧縮された冷媒が、利用側熱交換器（33a，33b）で放熱して室内の暖房を行う。その際、上記コントローラ（50）の弁制御部（50a）は、全ての利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の平均値を算出し、該平均値と、制御の対象となる利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度との偏差を算出する。この偏差は、高圧冷媒の圧力の変動に伴って各利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度が変動しても一定に保たれる。そして、上記偏差が所定の目標値に近づくよう上記利用側熱交換器（33a，33b）に対応する制御弁（34a，34b）の開度を調節する。

また、例えば、現在の室内温度とユーザが設定する設定温度との差である目標空気温度に基づいた利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の目標冷媒温度と、上記平均値との偏差を算出し、その偏差を目標値とする。つまり、目標冷媒温度と平均値との差を目標値とする。そして、上記平均値と、制御対象の利用側熱交換器（33a，33b）における実際の出口冷媒温度との偏差が上記目標値に近づくように上記制御対象の利用側熱交換器（33a，33b）に対応する制御弁（34a，34b）の開度を調節する。

具体的に、１の利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度の目標冷媒温度を上げて目標値を大きくすると、対象となる利用側熱交換器（33a）に対応する制御弁（34a）の開度を大きくする。この結果、冷媒の循環量が増加し、上記利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度が上昇し、上記出口冷媒温度と上記平均値との偏差が上記目標値に近づく。つまり、上記１の利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度が目標冷媒温度に近づく。一方、他の利用側熱交換器（33b）の目標値は一定であり、且つこの他の利用側熱交換器（33b）の出口冷媒温度と上記平均値との偏差はほぼ変動しない。この結果、上記他の利用側熱交換器（33b）の制御弁（34b）は、ほぼ同じ開度を維持し、上記利用側熱交換器（33b）の出口冷媒温度が目標冷媒温度に維持される。

また、１の利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度の目標冷媒温度を下げて上記目標値を小さくすると、対象となる利用側熱交換器（33a）に対応する制御弁（34a）の開度を小さくする。この結果、冷媒の循環量が減少し、上記利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度が下降し、上記出口冷媒温度と上記平均値との偏差が上記目標値に近づく。つまり、上記１の利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度が目標冷媒温度に近づく。一方、他の利用側熱交換器（33b）の目標値は一定であり、且つこの他の利用側熱交換器（33b）の出口冷媒温度と上記平均値との偏差はほぼ変動しない。この結果、上記他の利用側熱交換器（33b）の制御弁（34b）は、ほぼ同じ開度を維持し、上記利用側熱交換器（33b）の出口冷媒温度が目標冷媒温度に維持される。

上記第１の発明によれば、全ての利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の平均値と、利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の偏差を算出し、該偏差が所定の目標値に近づくようにしたために、高圧冷媒の圧力変動に伴って各利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度が変動しても、上記偏差の変動を抑制することができる。この結果、高圧冷媒の圧力変動が生じても、制御弁（34a，34b）の開度を調節する必要がなく、各利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度を安定して制御することができる。

また、室内の目標空気温度に基づいた利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の目標冷媒温度と、上記平均値との偏差を目標値としたために、１の利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度の目標冷媒温度を変更した際、上記１の利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度を目標冷媒温度に追従させることができる。この結果、高圧冷媒の圧力変動を受けることなく、利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度を制御することができる。

また、室内の目標空気温度に基づいた利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の目標冷媒温度と、上記平均値との偏差を用いているので、利用側熱交換器（33a，33b）の能力の過不足の判定が容易となる。この結果、利用側熱交換器（33a，33b）の能力要求に応じた利用側熱交換器（33a）の出口冷媒温度を適切に制御することができる。これにより圧縮機（22）の無駄な入力を削減することができるので、省エネルギ化を図ることができる。また、上記利用側熱交換器（33a，33b）の必要能力に合った冷凍能力を安定して発揮させることができるので、快適性の向上を図ることができる。

図１は、実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路の配管系統図である。図２は、実施形態に係る高圧冷媒の圧力変動時における冷媒圧力と冷媒温度との関係を示す状態図である。図３は、実施形態に係る熱交換器の出口冷媒温度の変更時における冷媒圧力と冷媒温度との関係を示す状態図である。図４は、実施形態に係る出口冷媒温度及び室内膨張弁の開度と、時間との関係を示す図である。図５は、従来技術に係る高圧冷媒の圧力上昇時における冷媒圧力と冷媒温度との関係を示す状態図である。図６は、従来技術に係る高圧冷媒の圧力下降時における冷媒圧力と冷媒温度との関係を示す状態図である。

１０冷媒回路
２１熱源側回路
２２圧縮機
２３室外熱交換器
２４室外膨張弁
３１ａ第１室内側回路
３１ｂ第２室内側回路
３３ａ第１室内熱交換器
３３ｂ第２室内熱交換器
３４ａ第１室内膨張弁
３４ｂ第２室内膨張弁
５０コントローラ

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る冷凍装置は、図１に示すように、冷暖房運転に切換可能な空気調和装置で、いわゆるマルチ式の空気調和装置（1）を構成している。この空気調和装置（1）は、室外に設置される一つの室外ユニット（20）と、異なる室内に設置される第１室内ユニット（30a）及び第２室内ユニット（30b）とを備えている。

上記室外ユニット（20）には、熱源側回路を構成する室外側回路（21）が設けられている。上記第１室内ユニット（30a）には、利用側回路を構成する第１室内側回路（31a）が、上記第２室内ユニット（30b）には、利用側回路を構成する第２室内側回路（31b）がそれぞれ設けられている。上記各室内側回路（31a，31b）は、互いに並列に接続されると共に、第１連絡配管（11）及び第２連絡配管（12）を介して室外側回路（21）に接続されている。その結果、この空気調和装置（1）では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）が構成される。この冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填され、超臨界冷凍サイクルを構成している。

上記室外側回路（21）には、圧縮機（22）、暖房時に蒸発器となり、冷房時に放熱器となる室外熱交換器（23）、室外膨張弁（24）及び四路切換弁（25）が設けられている。圧縮機（22）は、全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。この圧縮機（22）には、インバータを介して電力が供給される。即ち、圧縮機（22）は、インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。室外熱交換器（23）は、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って、熱源側熱交換器を構成している。この室外熱交換器（23）では、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。室外膨張弁（24）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成され、膨張機構を構成している。

上記四路切換弁（25）は、第１ポートから第４ポートを有している。この四路切換弁（25）は、第１ポートが圧縮機（22）の吐出管（22a）と接続し、第２ポートが室外熱交換器（23）と接続し、第３ポートが圧縮機（22）の吸入管（22b）と接続し、第４ポートが第１連絡配管（11）と接続している。四路切換弁（25）は、第１ポートと第４ポートとが互いに連通して第２ポートと第３ポートが互いに連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートと第２ポートが互いに連通して第３ポートと第４ポートが互いに連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切換可能となっている。

上記第１室内側回路（31a）には、一端が第１連絡配管（11）側と繋がり、他端が第２連絡配管（12）と繋がる第１分岐配管（32a）が設けられている。この第１分岐配管（32a）には、暖房時に放熱器となり、冷房時に蒸発器となる第１室内熱交換器（33a）及び第１室内膨張弁（34a）が設けられている。第２室内側回路（31b）には、一端が第１連絡配管（11）側と繋がり、他端が第２連絡配管（12）側と繋がる第２分岐配管が設けられている。この第２分岐配管（32b）には、暖房時に放熱器となり、冷房時に蒸発器となる第２室内熱交換器（33b）及び第２室内膨張弁（34b）が設けられている。

上記各室内熱交換器（33a，33b）は、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って、利用側熱交換器をそれぞれ構成している。各室内熱交換器（33a，33b）では、冷媒と室内空気の間で熱交換が行われる。

上記第１室内膨張弁（34a）及び第２室内膨張弁（34b）は、制御弁を構成し、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。第１室内膨張弁（34a）は、第１分岐配管（32a）の第２連絡配管（12）側に設けられている。また、第２室内膨張弁（34b）は、第２分岐配管（32b）の第２連絡配管（12）側に設けられている。そして、第１室内膨張弁（34a）は、第１室内熱交換器（33a）を流れる冷媒の循環量を調節し、第２室内膨張弁（34b）は第２室内熱交換器（33b）を流れる冷媒の循環量を調節する。

上記冷媒回路（10）には、高圧圧力センサ（40）、高圧温度センサ（41）、第１冷媒温度センサ（42）及び第２冷媒温度センサ（43）が設けられている。高圧圧力センサ（40）は、圧縮機（22）の吐出冷媒の圧力を検出する。高圧温度センサ（41）は、圧縮機（22）の吐出冷媒の温度を検出する。上記第１冷媒温度センサ（42）は、暖房時の第１室内熱交換器（33a）の冷媒出口に設けられ、第１室内熱交換器（33a）の流出直後の冷媒温度（出口冷媒温度Ｔgc(1)）を検出する。第２冷媒温度センサ（43）は、暖房時の第２室内熱交換器（33b）の冷媒出口に設けられ、第２室内熱交換器（33b）の流出直後の冷媒温度（出口冷媒温度Ｔgc(2)）を検出する。

また、上記第１室内ユニット（30a）には、第１室内熱交換器（33a）の近傍に第１室内温度センサ（44）が設けられている。この第１室内温度センサ（44）は、第１室内熱交換器（33a）の周囲の室内空気温度を検出する。第２室内ユニット（30b）には、第２室内熱交換器（33b）の近傍に第２室内温度センサ（45）が設けられている。この第２室内温度センサ（45）は、第２室内熱交換器（33b）の周囲の室内空気温度を検出する。

更に、上記空気調和装置（1）は、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度及び第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度を制御するためのコントローラ（50）を備えている。そして、該コントローラ（50）は弁制御部（50a）を備えている。該弁制御部（50a）は、室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度と、両室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の平均値との偏差が、所定の目標値になるように室内熱交換器（31a，31b）の室内膨張弁（34a，34b）の開度を調節する。

ここで、本実施形態の冷媒回路（10）における各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度制御について図面に基づいて説明する。

上述したように、第１冷媒温度センサ（42）及び第２冷媒温度センサ（43）は、それぞれ第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及び第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)を検出している。先ず、図２に示すように、上記弁制御部（50a）は、出口冷媒温度Ｔgc(1)と出口冷媒温度Ｔgc(2)とから平均値Ｔgc(a)を算出し、この出口冷媒温度Ｔgc(1)と平均値Ｔgc(a)の偏差ΔＴgc(1)を算出する。ここで、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)の目標冷媒温度は、Ｔgc(S1)に設定されている。この目標冷媒温度Ｔgc(S1)は、第１室内ユニット（30a）が設置される室内の第１室内温度センサ（44）で検出された室内空気温度と、ユーザにより設定される室内空気温度の目標温度との差に応じて算出される。つまり、ユーザが設定する室内空気温度の目標温度を変更するのに伴って目標冷媒温度Ｔgc(S1)も変更される。

上記弁制御部（50a）は、目標冷媒温度Ｔgc(S1)と平均値Ｔgc(a)との偏差である目標値ΔＴgc(S1)を算出し、次に、偏差ΔＴgc(1)が目標値ΔＴgc(S1)に近づくように第１室内膨張弁（34a）の開度を調節する。これにより、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)が制御される。

また、第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)は、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)と同様に制御される。具体的には、出口冷媒温度Ｔgc(2)の目標冷媒温度は、Ｔgc(S2)に設定され、上記弁制御部（50a）は、出口冷媒温度Ｔgc(2)と平均値Ｔgc(a)との偏差ΔＴgc(2)が、目標冷媒温度Ｔgc(S2)と平均値Ｔgc(a)との偏差である目標値ΔＴgc(S2)に近づくように第２室内膨張弁（34b）の開度を調節する。

−運転動作−
次に、本実施形態に係る空気調和装置（1）の運転動作について説明する。この空気調和装置（1）では、各室内ユニット（30a，30b）で暖房を行う運転と、各室内ユニット（30a，30b）で冷房を行う運転とが可能となっている。

先ず、暖房運転の動作を説明する。この暖房運転では、第１室内膨張弁（34a）及び第２室内膨張弁（34b）が第１室内熱交換器（33a）及び第２室内熱交換器（33b）を流れる冷媒流量を調整する流量調整弁として機能する。また、四路切換弁（25）は、図１の実線側に切り換わっている。

図１に示すように、圧縮機（22）で臨界圧力以上に圧縮された冷媒は、四路切換弁（25）及び第１連絡配管（11）を経由して第１分岐配管（32a）及び第２分岐配管（32b）に分流する。

第１分岐配管（32a）に流入した冷媒は、第１室内熱交換器（33a）を流れる。第１室内熱交換器（33a）では、冷媒が室内空気に熱を放出する。つまり、第１室内熱交換器（33a）では、室内空気を加熱する加熱動作が行われ、第１室内ユニット（30a）が設置された室内の暖房が行われる。第１室内熱交換器（33a）を流出した冷媒は、第１室内膨張弁（34a）を通過して第２連絡配管（12）に流入する。

一方、第２分岐配管（32b）に流入した冷媒は、第２室内熱交換器（33b）を流れる。第２室内熱交換器（33b）では、冷媒が室内空気に熱を放出する。つまり、第２室内熱交換器（33b）では、室内空気を加熱する加熱動作が行われ、第２室内ユニット（30b）が設置された室内の暖房が行われる。第２室内熱交換器（33b）を流出した冷媒は、第２室内膨張弁（34b）を通過して第２連絡配管（12）に流入する。

その後、上記第２連絡配管（12）を流れる冷媒は、室外膨張弁（24）で膨張し、室外熱交換器（23）で蒸発（吸熱）してガス冷媒となる。このガス冷媒は、四路切換弁（25）を経由して圧縮機（22）に吸入される。圧縮機（22）では、この冷媒が臨界圧力以上まで圧縮される。

ここで、本実施形態の冷媒回路（10）において、圧縮機（22）で圧縮された冷媒の圧力が変動した場合における第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)の挙動について図面に基づいて説明する。

上記冷媒回路（10）では、図２に示すように、先ず、各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の平均値Ｔgc(a)に基づいて、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)と平均値Ｔgc(a)との偏差ΔＴgc(1)を算出する一方、第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)と平均値Ｔgc(a)との偏差ΔＴgc(2)を算出する。次に、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度の目標冷媒温度Ｔgc(S1)と平均値Ｔgc(a)との偏差である目標値ΔＴgc(S1)を算出する。この状態では、偏差ΔＴgc(1)と目標値ΔＴgc(S1)とは、ほぼ等しい値であるため、第１室内膨張弁（34a）の開度を調節して出口冷媒温度Ｔgc(1)を変化させる必要はない。

次に、圧縮機（22）から吐出される高圧冷媒の圧力値が高い値に変動すると、その変動に伴い、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)がＡの位置に移動すると共に、第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)がＢの位置に移動する。このとき、出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の移動に伴って平均値Ｔgc(a)がＣの位置に移動するため、高圧冷媒の圧力値の変動の前後において、偏差ΔＴgc(1)は変動することはない。そして、目標冷媒温度Ｔgc(S1)は変動していないため、目標値ΔＴgc(S1)が高圧冷媒の圧力値の変動の前後において変動することはない。

したがって、偏差ΔＴgc(1)と目標値ΔＴgc(S1)とは、高圧冷媒の圧力値の変動の前後において、ほぼ等しい値のままであるため、第１室内膨張弁（34a）の開度を調節して出口冷媒温度Ｔgc(1)を変化させる必要がない。

尚、第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)については、図示はしないが、上記第１室内熱交換器（33a）における出口冷媒温度Ｔgc(1)の制御と同様の制御が実行される。

ここで、上記第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)の目標冷媒温度Ｔgc(S1)を変更した場合の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の制御について図面に基づいて説明する。尚、上記各室内熱交換器（33a，33b）のそれぞれの出口冷媒温度の目標冷媒温度Ｔgc(S1)及びＴgc(S2)は、ユーザによる室内空気温度の目標温度の設定に基づいて変更される。

上記コントローラ（50）は、図３及び図４に示すように、ユーザが室内空気温度を変更するのに伴って第１室内熱交換器（33a）の目標冷媒温度Ｔgc(S1)をＴgc(S1')に変更する。そうすると、目標値ΔＴgc(S1)はΔＴgc(S1')に増加する。このため、偏差ΔＴgc(1)が目標値ΔＴgc(S1')に近づくように第１室内膨張弁（34a）の開度が調節される。

具体的には、第１室内膨張弁（34a）の開度を大きくし、第１室内熱交換器（33a）を循環する冷媒量を増加させる。第１室内熱交換器（33a）の循環冷媒量が増加すると、出口冷媒温度Ｔgc(1)が上昇し、やがて偏差ΔＴgc(1)がΔＴgc(S1')に近づくと共に、出口冷媒温度Ｔgc(1)がＴgc(S1')に近づく。

ここで、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)が上昇すると、第２室内熱交換器（33b）を循環する冷媒量が減少するため、第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)が降下して偏差ΔＴgc(2)が大きくなる。また、出口冷媒温度Ｔgc(1)の増加に伴って僅かに平均値Ｔgc(a)が上昇する。ところが、目標値ΔＴgc(S2)は、目標冷媒温度Ｔgc(S1)の変更によって変動することはないため、目標冷媒温度Ｔgc(S2)が僅かに上昇してＴgc(S2')に変動することになる。そして、偏差ΔＴgc(2)が目標値ΔＴgc(S2')（＝ΔＴgc(S2)）に近づくように第２室内膨張弁（34b）の開度が調節される。

具体的には、第２室内膨張弁（34b）の開度を大きくし、第２室内熱交換器（33b）を循環する冷媒量を増加させる。第２室内熱交換器（33b）の循環冷媒量が増加すると、出口冷媒温度Ｔgc(2)が上昇し、やがて偏差ΔＴgc(2)が目標値ΔＴgc(S2'）に近づくと共に、出口冷媒温度Ｔgc(2)が目標冷媒温度Ｔgc(S2')に近づく。したがって、第１室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)の上昇に伴って、第２室内熱交換器（33b）の出口冷媒温度Ｔgc(2)は僅かに上昇することになる。

尚、上記平均値Ｔgc(a)は、各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の平均値であるため、並列に接続された室内熱交換器の数が多くなるほど、目標冷媒温度Ｔgc(S1)の上昇に伴う平均値Ｔgc(a)の上昇が抑制される。

一方、、上記空気調和装置（1）の冷房運転では、第１室内膨張弁（34a）及び第２室内膨張弁（34b）が膨張弁として機能し、室外膨張弁（24）は全開状態に保持される。また、四路切換弁（25）は、図１の破線側に切り換わっている。

図１に示すように、圧縮機（22）で臨界圧力以上に圧縮された冷媒は、室外熱交換器（23）で放熱した後、第１分岐配管（32a）及び第２分岐配管（32b）に分流する。分流した冷媒は、第１室内膨張弁（34a）及び第２室内膨張弁（34b）で減圧された後、第１室内熱交換器（33a）及び第２室内熱交換器（33b）で蒸発してガス冷媒となる。このガス冷媒は、第１連絡配管（11）で合流し、四路切換弁（25）を経由して圧縮機（22）に吸入される。圧縮機（22）では、この冷媒が臨界圧力以上まで圧縮される。

−実施形態の効果−
上記実施形態は、全ての室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の平均値Ｔgc(a)と、制御対象の室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)との偏差ΔＴgc(1)及びΔＴgc(2)を算出し、この偏差ΔＴgc(1)及びΔＴgc(2)が、出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の目標冷媒温度Ｔgc(S1)及びＴgc(S2)と上記平均値Ｔgc(a)との偏差である目標値ΔＴgc(S1)及びΔＴgc(S2)に近づくようにした。したがって、上記実施形態によれば、高圧冷媒の圧力変動に伴って各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度が変動Ｔgc(1)及びＴgc(2)しても、上記偏差ΔＴgc(1)及びΔＴgc(2)の変動を抑制することができる。この結果、高圧冷媒の圧力変動が生じても、各室内膨張弁（34a，34b）の開度を調節する必要がなく、各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)を安定して制御することができる。よって、上記各室内熱交換器（33a，33b）の暖房能力を安定させることができる。

また、室内の目標空気温度に基づいた室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の目標冷媒温度Ｔgc(S1)及びＴgc(S2)と、上記平均値Ｔgc(a)との偏差を目標値としたために、一の室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)の目標冷媒温度Ｔgc(S1)を変更した際、該室内熱交換器（33a）の出口冷媒温度Ｔgc(1)を目標冷媒温度Ｔgc(S1)に追従させることができる。この結果、高圧冷媒の圧力変動を受けることなく、各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)を制御することができる。

また、室内の目標空気温度に基づいた室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)の目標冷媒温度Ｔgc(S1)及びＴgc(S2)と、上記平均値Ｔgc(a)との偏差を用いているので、各室内熱交換器（33a，33b）の能力の過不足の判定が容易となる。この結果、各室内熱交換器（33a，33b）の能力要求に応じた室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度Ｔgc(1)及びＴgc(2)を適切に制御することができる。これにより圧縮機（22）の無駄な入力を削減することができるので、省エネルギ化を図ることができる。また、上記各室内熱交換器（33a，33b）の必要能力に合った空調能力を安定して発揮させることができるので、快適性の向上を図ることができる。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

本実施形態は、圧縮機（22）の高圧冷媒の圧力変動に対して、各室内熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の目標冷媒温度を変更していない。しかしながら、本発明は、図示はしないが、高圧冷媒の圧力変動に伴って、目標冷媒温度を変更（再設定）する場合においても適用することができる。

また、上記実施形態は、冷房運転と暖房運転とに切り換え可能な空気調和装置（1）を対象としている。しかしながら、本発明は、暖房運転のみを行う暖房専用空気調和装置に適用してもよい。その際、室内膨張弁は、室内熱交換器を流れる冷媒量を調整する制御弁（流量調節弁）であればよい。

また、本発明は、空気調和装置に限られず、各種の冷凍装置に適用してもよい。

また、本発明は、２台の室内ユニット（30a，30b）に限られるものではなく、３台以上の室内ユニット、つまり、３台以上の室内熱交換器を有するものであってもよい。

尚、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、高圧冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う冷凍装置について有用である。

Claims

圧縮機（22）、熱源側熱交換器（23）及び膨張機構（24）を有する熱源側回路（21）と、開度可変な制御弁（34a，34b）が接続された利用側熱交換器（33a，33b）を有し且つ互いに並列状態で上記熱源側回路（21）に接続された複数の利用側回路（31a，31b）とを備え、高圧冷媒の圧力が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、
上記利用側熱交換器（33a，33b）の放熱時に、上記各利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度を所定温度に制御するコントローラ（50）とを備えた冷凍装置であって、
上記コントローラ（50）は、上記各利用側回路（31a，31b）における利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度と、全ての利用側熱交換器（33a，33b）の出口冷媒温度の平均値との偏差が、所定の目標値になるように上記各利用側回路（31a，31b）の制御弁（34a，34b）の開度を調節する弁制御部（50a）を備え、
上記弁制御部（50a）の目標値は、上記各利用側熱交換器（33a，33b）が設けられる室内の目標空気温度に基づいた上記各利用側熱交換器（（33a，33b）の出口冷媒温度の目標冷媒温度と上記平均値との偏差である
ことを特徴とする冷凍装置。