JP5776620B2

JP5776620B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5776620B2
Application number: JP2012096251A
Authority: JP
Inventors: 昭彦小栗; 池田　基伸; 基伸池田; 浩堂前; 順一下田; 達也牧野; 友佳子金澤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: JP2013224754A

Description

本発明は、空気調和機に関し、特に圧縮機の吐出口側の冷媒の圧力を抑制する技術に関する。

空気調和機は室内機と室外機とを備える。室内機は室内熱交換器と膨張弁とを備え、室外機は室外熱交換器と圧縮機と四方切替弁とを備える。室内熱交換器と膨張弁と室外熱交換器と圧縮機と四方切替弁とは冷媒配管で適宜に接続されて冷媒回路を構成する。

四方切替弁は自身の接続状態を切り替えて、圧縮機と室内熱交換器の一端と室外熱交換器の一端との接続状態を切り替える。圧縮機は、四方切替弁の接続状態によって、室内熱交換器から流れる冷媒を圧縮して室外熱交換器に供給し、或いはその逆に室外熱交換器から流れる冷媒を圧縮して室内熱交換器へと供給する。膨張弁は室内熱交換器の他端と室外熱交換器の他端との間に設けられて冷媒を絞り膨張する。

例えば暖房運転では、室外熱交換器で蒸発した冷媒が四方切替弁を介して圧縮機に供給され、圧縮機で圧縮された冷媒が四方切替弁を介して室内熱交換器に供給される。このとき室内熱交換器では冷媒が凝縮する。これに伴って室内へと熱量が与えられて室内が暖められる。一方で冷房運転では、室内熱交換器で蒸発した冷媒が四方切替弁を介して圧縮機に供給され、圧縮機で圧縮された冷媒が四方切替弁を介して室外熱交換器に供給される。このとき室内熱交換器において冷媒の蒸発に伴う熱量が室内から吸収されて室内が冷やされる。

なお、本発明に関連する技術として特許文献１が開示されている。

特開２００３−２２２４１５号公報

空気調和機において、圧縮機で圧縮された冷媒の圧力が所定の圧力基準値を超えると、圧縮機に不具合が生じ得る。

そこで、本発明は、圧縮機によって圧縮される冷媒の圧力が圧力基準値を超えることを抑制できる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明にかかる空気調和機の第１の態様は、電動機(M1)を有して冷媒を圧縮する圧縮機(10)と、室内熱交換器(21)と、室外熱交換器(11)と、前記圧縮機の吸入口(10b)および吐出口(10a)をそれぞれ前記室外熱交換器の一端(11a)および前記室内熱交換器の一端(21a)に接続する暖房接続状態(H)と前記吸入口及び前記吐出口をそれぞれ前記室内熱交換器の前記一端および前記室外熱交換器の前記一端に接続する冷房接続状態(C)とを切り替える四方切替弁(12)と、前記室内熱交換器の他端(21b)と前記室外熱交換器の他端(11b)との間に設けられる膨張機構(22)とを有し、前記冷媒が循環する冷媒回路(300)と、前記冷媒の前記吐出口側における圧力を検出する圧力検出部(51,33)と、前記四方切替弁を制御する機能を有し、前記四方切替弁に前記暖房接続状態を選択させた状態での前記圧力が圧力基準値よりも大きいときに、前記圧縮機を停止することなく、前記四方切替弁に前記冷房接続状態を選択させる四方切替弁制御部(41)とを備える。

本発明にかかる空気調和機の第２の態様は、第１の態様にかかる空気調和機であって、前記圧力検出部は、前記冷媒の前記圧力として前記室内熱交換器(21)の温度を検出する温度検出部(51)を有し、前記四方切替弁制御部(41)は、前記四方切替弁(12)に前記暖房接続状態(H)を選択させた状態での前記温度が、前記圧力基準値に対応する温度基準値よりも大きいときに、前記四方切替弁に前記冷房接続状態(C)を選択させる。

本発明にかかる空気調和機の第３の態様は、第１の態様にかかる空気調和機であって、前記圧力検出部は、前記冷媒の前記圧力として前記電動機(M1)の電流を検出する電流検出部(33)を有し、前記四方切替弁制御部(41)は、前記四方切替弁(12)に前記暖房接続状態(H)を選択させた状態において前記圧力基準値に対応する電流基準値よりも、前記電流が大きいときに前記四方切替弁に前記冷房接続状態(C)を選択させる。

本発明にかかる空気調和機の第４の態様は、第２の態様にかかる空気調和機であって、前記圧力検出部は、前記冷媒の前記圧力として前記電動機(M1)の電流を検出する電流検出部(33)をさらに有し、前記空気調和機は、前記四方切替弁(12)が前記冷房接続状態(C)を採用した状態において、前記圧力基準値に対応する電流基準値よりも前記電流が大きいときに、前記電動機(M1)を停止して前記圧縮機(10)を停止させる圧縮機停止部(35)を更に備える。

本発明にかかる空気調和機の第１の態様によれば、冷媒の吐出口側の圧力（以下、高圧）が圧力基準値よりも大きいときに四方切替弁に冷房接続状態を選択させる。これによって冷媒の高圧を低減させることができる。

本発明にかかる空気調和機の第２の態様によれば、温度検出部を採用しているので、圧力検出センサーを用いる場合に比してコストを低減できる。

本発明にかかる空気調和機の第３の態様によれば、電流検出部を採用しているので、圧力検出センサーを用いる場合に比してコストを低減できる。

本発明にかかる空気調和機の第４の態様によれば、温度検出部で検出した圧力の検出精度は電流で検出した圧力の検出精度よりも低い。これは例えば次の理由による。即ち、温度検出部は室内熱交換器の温度を検出しており、実際の冷媒の飽和温度とのずれが生じるからである。

一方で、冷房接続状態が採用された状態での圧力基準値に対応する電流基準値は、暖房接続状態が採用された状態での圧力基準値に対応する電流基準値よりも高い。これは、圧縮機の電動機へと流れる電流が同じであれば、冷房運転における冷媒の高圧は暖房運転における冷媒の高圧よりも小さいからである。

空気調和機の第４の態様では、暖房接続状態ではより精度の低い温度により圧力を検出し、温度が温度基準値よりも大きいときに冷房接続状態を採用し、冷房接続状態ではより精度の高い電流により圧力を検出する。したがって、暖房接続状態で電流を検出し、冷房接続状態で温度を検出する場合に比べて、より正確に高圧が圧力基準値を超えることを抑制することができる。

空気調和機の概念的な構成の一例を示す図である。冷媒の圧力と飽和温度との関係の一例を示す図である。モリエル線図において冷房運転のサイクルと暖房運転のサイクルとの一例を示す図である。等電流線の一例を示す図である。空気調和機の概念的な構成の一例を示す図である。空気調和機の概念的な構成の一例を示す図である。

第１の実施の形態．
図１に例示するように、空気調和機は圧縮機１０と熱交換器１１，２１と四方切替弁１２と膨張機構２２とを備え、これらは冷媒回路３００を形成する。

圧縮機１０は吐出口１０ａと吸入口１０ｂと電動機Ｍ１と圧縮機構（不図示）とを有する。圧縮機構は電動機Ｍ１によって駆動されて、吸入口１０ｂから吸入された冷媒を圧縮して吐出口１０ａから吐出する。四方切替弁１２は、吐出口１０ａを熱交換器２１の一端２１ａに接続し吸入口１０ｂを熱交換器１１の一端１１ａに接続する暖房接続状態Ｈと、吐出口１０ａを熱交換器１１の一端１１ａに接続し吸入口１０ｂを熱交換器２１の一端２１ａに接続する冷房接続状態Ｃとを選択する。

熱交換器１１，２１はそれぞれ内部を流れる冷媒と外部の空気との間で熱交換を実行する。膨張機構２２は熱交換器１１の他端１１ｂと熱交換器２１の他端２１ｂとの間に設けられる。膨張機構２２は冷媒を絞り膨張させる。膨張機構２２は例えば電動弁であってもよく、或いは配管の構造により実現されてもよい。

図１の例示では、圧縮機１０と熱交換器１１と四方切替弁１２とは室外機１００に設けられており、熱交換器２１と膨張機構２２とは室内機２００に設けられている。また熱交換器（室外熱交換器）１１へと送風するファン１３が室外機１００に設けられ、熱交換器（室内熱交換器）２１へと送風するファン２３が室内機２００に設けられる。ファン１３，２３はそれぞれ熱交換器１１，２１における熱交換を促進させる。

また室外機１００には室外制御部４が設けられる。室外制御部４は圧縮機１０、四方切替弁１２およびファン１３を制御して室外機１００の制御を実行する。なお図１では、室外制御部４に属する四方切替弁制御部４１が例示されている。四方切替弁制御部４１は四方切替弁１２を制御する機能を有する。また図１の例示では室外制御部４は圧縮機制御部３へと指令を行うことで圧縮機１０の制御を行うものの、この点については後に述べる。

室内機２００には室内制御部５が設けられる。室内制御部５はファン２３を制御する。また膨張機構２２が被制御の膨張弁であれば室内制御部５は膨張機構２２も制御する。室外制御部４と室内制御部５とは互いに通信可能に接続されて、互いに協動して空調運転（冷房運転／暖房運転など）を実行する。

より詳細には、本空気調和機において、四方切替弁制御部４１が四方切替弁１２に暖房接続状態Ｈを選択させ、室外制御部４が適宜に圧縮機１０およびファン１３を制御するとともに、室内制御部５が適宜にファン２３および膨張機構２２を制御する。このとき圧縮機１０によって圧縮された冷媒が熱交換器２１において凝縮して室内の空気へと熱量を与える。熱交換器２１からの冷媒は膨張機構２２によって膨張し、その後、熱交換器１１において蒸発して室外の空気から熱量を吸収し、再び圧縮機１０へと流れる。このようにして空気調和機は暖房運転を実行できる。

また四方切替弁制御部４１が四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させ、室外制御部４が適宜に圧縮機１０およびファン１３を制御するとともに、室内制御部５が適宜にファン２３および膨張機構２２を制御する。このとき圧縮機１０からの冷媒が熱交換器１１において凝縮して室外の空気へと熱量を与える。熱交換器１１からの冷媒は膨張機構２２によって膨張し、その後、熱交換器２１において蒸発して室内の空気から熱量を吸収し、再び圧縮機１０へと流れる。このようにして空気調和機は冷房運転を実行できる。

なお図１の例示では圧縮機構を駆動する電動機Ｍ１には電力変換部１が接続され、電力変換部１には電源Ｅ１が接続される。電力変換部１は圧縮機制御部３によって制御されて電源Ｅ１からの電圧を適宜に変換し、これを電動機Ｍ１へと印加する。電動機Ｍ１は印加される電圧に応じて回転し、圧縮機構を駆動する。

電力変換部１は例えば三相インバータであり、電動機Ｍ１も三相電動機である。電力変換部１は圧縮機制御部３によって制御されて、電源Ｅ１からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機Ｍ１に印加する。例えば圧縮機制御部３は室外制御部４から指令値（例えば電動機Ｍ１の回転速度、トルク又は電流などの指令値）を受け取り、当該指令に基づいて電力変換部１を制御する。よって室外制御部４は圧縮機制御部３を介して圧縮機１０を制御することができる。なお、電力変換部１は単相インバータであってもよく、三相以上のインバータであってもよい。このとき電動機Ｍ１の相数はインバータに合わせられる。

またここでは、圧縮機制御部３、室外制御部４および室内制御部５はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read-Only-Memory)、ＲＡＭ(Random-Access-Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable-Programmable-ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、圧縮機制御部３、室外制御部４および室内制御部５はこれに限らず、これらの制御部によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。

また図１に示すように、室内制御部５には圧力検出部の一例たる温度検出部５１が接続されている。温度検出部５１は室内熱交換器２１に設けられて、冷媒の飽和温度Ｔを検出する。冷媒の飽和温度Ｔは図２に示すように冷媒の圧力と正の相関関係を有するので、冷媒の飽和温度Ｔを圧力と対応付けることができる。なお図２の例示では複数種類の冷媒についての圧力−飽和温度の曲線が示されている。

図１を参照して、温度検出部５１から冷媒の飽和温度Ｔを受け取った室内制御部５はこれを室外制御部４へと送信する。これによって室外制御部４は室内熱交換器２１における冷媒の飽和温度Ｔを認識することができる。なおここでは圧縮機１０の吐出口１０ａにおける冷媒の圧力（以下、高圧とも呼ぶ）を検出することを想定している。つまり圧縮機１０によって圧縮された後の冷媒の圧力を検出することを想定している。また室内熱交換器２１に圧縮後の冷媒が供給されるときは暖房接続状態Ｈが採用されたときである。したがって暖房接続状態Ｈが採用されているときの飽和温度Ｔが高圧と対応付けられる。

ここでは上述のように圧力検出部の一例として温度検出部５１を採用するが、これに限らず、圧縮機１０の吐出口１０ａにおける冷媒の圧力を検出する圧力検出センサーを採用しても良い。ただし圧力検出センサーは比較的コストが高いので、温度検出部５１を採用すればコストを低減できる。

このような空気調和機において、四方切替弁制御部４１は次のように動作する。即ち、暖房運転において高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆよりも大きいときに、四方切替弁制御部４１は四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させる。言い換えれば、四方切替弁制御部４１は、四方切替弁１２に暖房接続状態Ｈを選択させた状態での高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆよりも大きいときに、四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させる。

より具体的な動作の一例として、室外制御部４は例えば四方切替弁１２の接続状態を不図示の記憶媒体に記憶する。また室外制御部４は飽和温度Ｔが温度基準値Ｔｒｅｆよりも大きいかどうかを判断する。この温度基準値Ｔｒｅｆは圧力基準値Ｐｒｅｆに対応するものである。より詳細には温度基準値Ｔｒｅｆは高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆを採るときの飽和温度Ｔと等しい値である。そして四方切替弁１２が暖房接続状態Ｈを選択し、かつ飽和温度Ｔが温度基準値Ｔｒｅｆよりも大きいときに、室外制御部４はその旨を四方切替弁制御部４１に通知する。当該通知を受け取った四方切替弁制御部４１は四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させる。

このように冷房接続状態Ｃが採用されることで、高圧が低下する。これは以下の理由によると考察される。図３にはモリエル線図における冷房運転時のサイクルと暖房運転時のサイクルが示されている。図３では冷房運転時のサイクルが実線かつ太線で示され、暖房運転時のサイクルが破線かつ太線で示されている。ここではまず図３を参照して冷房運転における圧縮機１０の仕事量と暖房運転における圧縮機の仕事量１０とについて考察する。図３に例示するように仕事量の相違を分かりやすく説明するために、ここでは高圧が等しい場合を考察する。高圧が同じ値を採る場合、圧縮機１０の吸入口１０ｂ側の冷媒の圧力（以下、低圧と呼ぶ）は暖房運転時に比べて冷房運転時の方が高い。これは、低圧は蒸発器と熱交換する空気の温度が高いほど高いからであり、冷房運転における室外の温度は暖房運転における室内の温度よりも高いからである。よって圧縮機１０で増大するエンタルピーは暖房運転に比べて冷房運転の方が小さい。図３の例示では、冷房運転におけるエンタルピーΔｈ１は約１５ｋＪ／ｋｇであり、暖房運転におけるエンタルピーΔｈ２は約２０ｋＪ／ｋｇである。よってこのときエンタルピーΔｈ１はエンタルピーΔｈ２の約３／４倍である。

一方で、圧縮機１０に流れる冷媒の流量は低圧に比例する。冷房運転における低圧ＰＬ１は暖房運転における低圧ＰＬ２よりも大きいので、冷房運転における冷媒の流量Ｇ１は暖房運転における流量Ｇ２よりも大きい。図３の例示では、低圧ＰＬ１は約１２ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、低圧ＰＬ２は約５ｋｇｆ／ｃｍ^２である。よってこのとき、低圧ＰＬ１は低圧ＰＬ２の約２．４倍であり、流量Ｇ１も流量Ｇ２の約２．４倍である。

圧縮機１０の仕事量はエンタルピーと流量との積で表される。上述のように流量Ｇ１，Ｇ２の比（Ｇ１／Ｇ２）の方がエンタルピーΔｈ１，Δｈ２の比（Δｈ１／Δｈ２）よりも高くなるので、結果として冷房運転における圧縮機１０の仕事量Ｗ１は暖房運転における圧縮機１０の仕事量Ｗ２よりも大きくなる。例えば図３の例示では冷房運転における当該仕事量Ｗ１は暖房運転における当該仕事量Ｗ２の約１．８倍（＝２．４×３／４）である。

さて暖房運転において四方切替弁１２が暖房接続状態Ｈから冷房接続状態Ｃへと切り替えれば、室内熱交換器２１の機能は蒸発器の機能から凝縮器の機能へと切り替わり、室外熱交換器１１の機能は凝縮器の機能から蒸発器の機能へと切り替わる。冷媒の低圧は上述のように蒸発器と熱交換する空気の温度に依存するところ、蒸発器として機能する室内熱交換器１１と熱交換する室内の温度（例えば２０℃）は、切り替え前に蒸発器として機能していた室外熱交換器２１と熱交換する室内の温度（例えば７℃）よりも高い。よって、当該切り替りによって低圧が増大することとなる。これによって冷媒の流量は増大する一方で熱交換器１１，２１の熱交換率は低下する。なぜなら、室内の目標温度は暖房運転時のままであって、冷房運転によっては室内を暖めることができないので、目標温度に対して行われる温度制御において圧縮機１０の仕事量も低下するからである。したがって冷媒の高圧も低下する。つまり、本来暖房運転が行われる温度条件（室内、室外の温度及び目標温度）で冷房運転を行うのでので、これに起因して高圧が低下するのである。なお冷房運転で用いられる目標温度が暖房運転で採用される目標温度以上であれば、当該切り替えに伴って冷房運転で用いられる目標温度を採用しても良い。この目標温度に対する温度制御によっても圧縮機１０の仕事量も低下するので、高圧は低減される。

また上述のように冷房運転における圧縮機の仕事量は暖房運転における圧縮機の仕事量よりも小さい。これも高圧の低下に資する。以上のように、暖房接続状態Ｈでの高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆよりも大きいときに四方切替弁１２が冷房接続状態Ｃを選択することによって、高圧を低減することができる。よって高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆを超えることを抑制することができる。

＜圧力検出部＞
上述の説明では圧力検出部の一例として温度検出部５１を採用している。しかしながら図１に例示する電流検出部３３を圧力検出部として採用してもよい。この場合、温度検出部５１は必須要件ではない。

電流検出部３３は電動機Ｍ１へと流れる電流を検出する。ただし図１の例示では、電流検出部３３は電力変換部１に入力される直流電流（以下、電流Ｉとも呼ぶ）を検出する。これは、当該直流電流が電力変換部１によって三相交流電流に変換されて電動機Ｍ１を流れるので、当該直流電流も電動機Ｍ１を流れる電流として把握することができるからである。なお図１の例示とは異なって、電流検出部３３は電動機Ｍ１を流れる三相の交流電流（線電流）の少なくとも何れか１相の線電流を検出しても良い。

図４には、電動機Ｍ１の回転速度を横軸に採り、高圧を縦軸に採った座標上での、電動機Ｍ１に流れる電流（電流Ｉ或いは線電流の振幅）の等電流線が例示される。図４の例示では、四角形、三角形、逆三角形、菱形、円形、星形、五角形および台形が付記された等電流線が、それぞれ電流値１０Ａ，１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａ，２０Ａ及び２２Ａを示す。図４に例示するように、電動機Ｍ１の回転速度が等しければ冷媒の高圧は電動機Ｍ１に流れる電流が大きいほど高い。

電動機Ｍ１に流れる電流は電流基準値ＩｒｅｆＨと比較される。電流基準値ＩｒｅｆＨは圧力基準値Ｐｒｅｆに対応するものである。より詳細には電流基準値ＩｒｅｆＨは、暖房運転において高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆを採るときに電動機Ｍ１に流れる電流（交流電流であればその振幅）と等しい値である。またこの値が回転速度に応じて複数存在する場合は、それら値のうち最小値を採用するとよい。例えば図４において圧力基準値Ｐｒｅｆが４５ｋｇｆ／ｃｍ^２であれば、電流基準値ＩｒｅｆＨは例えば約１５．８Ａである。なお電流基準値ＩｒｅｆＨとして例えば１６Ａを採用すれば、圧力基準値Ｐｒｅｆは約４６．２ｋｇｆ／ｃｍ^２を採用したと見なすことができる。これによって、暖房運転において回転速度がどのような値を採ったとしても、電動機Ｍ１に流れる電流が電流基準値ＩｒｅｆＨよりも小さければ高圧は圧力基準値Ｐｒｅｆよりも小さい。

四方切替弁制御部４１は、暖房接続状態Ｈが採用されたときの電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＨよりも大きいときに、四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させる。より具体的な動作の一例について説明する。図１の例示では、圧縮機制御部３に電流検出部３３が接続されており、圧縮機制御部３は電流検出部３３によって検出された電流Ｉと電流基準値ＩｒｅｆＨとを比較する。そして圧縮機制御部３は暖房運転において電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＨよりも大きいときに、その旨を室外制御部４に通知する。当該通知を受け取った室外制御部４は四方切替弁１２が暖房接続状態Ｈを選択しているときに四方切替弁制御部４１にその旨を通知し、四方切替弁制御部４１が四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させる。

したがって高圧を低減することができる。また圧力を検出する圧力検出部として電流検出部３３を採用しているので、圧力検出センサーを用いる場合に比してコストを低減できる。

第２の実施の形態．
図５に例示する空気調和機の概念的な構成は、圧縮機制御部３の内部構成を除いて図１の空気調和機と同一である。なお第２の実施の形態では電流検出部３３と温度検出部５１との両方が設けられる。

圧縮機制御部３はスイッチング信号生成部３１と電流基準値設定部３４と圧縮機停止部３５とを備える。スイッチング信号生成部３１は電力変換部１に与えるスイッチング信号を生成する。例えばスイッチング信号生成部３１は室外制御部４から指令値（例えば電動機Ｍ１の回転速度、トルク又は電流などの指令値）を受け取って、当該指令値に基づいてスイッチング信号を生成する。

電流基準値設定部３４は電動機Ｍ１に流れる電流についての電流基準値ＩｒｅｆＣを設定し、これを圧縮機停止部３５へと出力する。この電流基準値ＩｒｅｆＣは圧力基準値Ｐｒｅｆに対応するものである。より詳細には電流基準値ＩｒｅｆＣは、冷房運転において高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆを採るときに電動機Ｍ１に流れる電流（交流電流であればその振幅）と等しい値である。またこの値が回転速度に応じて複数存在する場合は、それら値のうち最小値を採用するとよい。この場合、冷房運転において回転速度がどのような値を採ったとしても、電動機Ｍ１に流れる電流が電流基準値ＩｒｅｆＣよりも小さければ高圧は圧力基準値Ｐｒｅｆよりも小さい。

なお電流基準値ＩｒｅｆＣは電流基準値ＩｒｅｆＨよりも大きい。これは次の理由による。即ち、図３を参照して説明したように高圧が同じであれば冷房運転における仕事量Ｗ１は暖房運転における仕事量Ｗ２よりも高い。言い換えれば、高圧が同じであれば冷房運転における電流は暖房運転における電流よりも高い。

電流検出部３３によって検出された電流Ｉは圧縮機停止部３５に入力される。圧縮機停止部３５は比較器３５１を備え、比較器３５１は電流Ｉと電流基準値ＩｒｅｆＣとの大小を比較する。比較器３５１は例えばオペアンプによって形成される。圧縮機停止部３５は電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＣよりも大きいときに電力変換部１を制御して電動機Ｍ１を停止させる。ひいては圧縮機１０を停止させる。

図５の例示では、例えば圧縮機停止部３５は論理回路３５２を備えている。論理回路３５２は比較器３５１の出力とスイッチング信号生成部３１の出力とが入力される。論理回路３５２は、電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＣよりも大きいときに電力変換部１を停止させるスイッチング信号を出力し、電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＣよりも小さいときにスイッチング信号生成部３１からのスイッチング信号を電力変換部１に出力する。例えば比較器３５１は電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＣよりも大きいときに活性した信号を出力する。また例えば電力変換部１に属する不図示のスイッチング素子は活性したスイッチング信号が入力されて導通する。この場合、論理回路３５２は例えばアンド回路である。これによって論理回路３５２は、比較器３５１から活性した信号を受け取っているときにスイッチング信号生成部３１からのスイッチング信号を電力変換部１に出力し、比較器３５１から非活性した信号を受け取っているときに、非活性したスイッチング信号を電力変換部１に出力する。これによって電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＣよりも大きいときに電動機Ｍ１を停止できる。

さて上述したように電流基準値ＩｒｅｆＣは電流基準値ＩｒｅｆＨよりも大きい。そして暖房運転において高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆよりも小さいときには、電流Ｉは電流基準値ＩｒｅｆＨよりも小さいので電流基準値ＩｒｅｆＣを超えない。したがって、圧縮機停止部３５による圧縮機１０の停止は暖房運転においては実行されずに冷房運転において実行される。

四方切替弁制御部４１は第１の実施の形態で説明したように、暖房運転において温度検出部５１によって検出される飽和温度Ｔが温度基準値Ｔｒｅｆを超えたときに、四方切替弁制御部４１が四方切替弁１２に冷房接続状態Ｃを選択させる。したがって、暖房接続状態Ｈが採用された状態で高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆを超えることを回避できる。

以上のように、暖房接続状態Ｈが採用されるときには、飽和温度Ｔに基づいて冷房接続状態Ｃを採用することで圧力が圧力基準値Ｐｒｅｆを超えることを回避でき、冷房接続状態Ｃが採用されるときには、電流Ｉに基づいて圧縮機１０を停止することで圧力が圧力基準値Ｐｒｅｆを超えることを回避する。

さて温度検出部５１で検出した圧力の検出精度は電流検出部３３で検出した圧力の検出精度よりも低い。これは例えば次の理由によると考察される。即ち、温度検出部５１は室内熱交換器２１の温度を検出しており、実際の冷媒の飽和温度Ｔとのずれが生じるからである。

第２の実施の形態によれば、暖房接続状態Ｈではより精度の低い飽和温度Ｔにより圧力を検出し、冷房接続状態Ｃではより精度の高い電流Ｉにより圧力を検出する。したがって暖房接続状態Ｈで電流Ｉを検出し冷房接続状態Ｃで飽和温度Ｔを検出する場合に比べて、より正確に高圧が圧力基準値Ｐｒｅｆを超えることを抑制することができる。

しかも図５の例示では、圧縮機停止部３５は比較器３５１と論理回路３５２とを有している。よって高圧をその圧力基準値Ｐｒｅｆ以下に維持することをハードウェアで実現できる。したがってソフトウェアで実現する場合に比べて信頼性が高い。もちろん、ソフトウェアで実現してもよい。

また図６に例示するように電力変換部１はスイッチＳ１を備えていても良い。スイッチＳ１は電源Ｅ１と電力変換部１ａとの間に設けられ、電源Ｅ１から電力変換部１ａへの電源の供給／遮断を選択する。なお電力変換部１ａは図１の電力変換部１と同じであって例えば電源Ｅ１からの直流電圧を交流電圧に変換する。また図６の例示では２つスイッチＳ１が電源Ｅ１と電力変換部１ａとの間に設けられているが、いずれか一方のみが設けられてもよい。

そして比較器３５１は電流Ｉと電流基準値ＩｒｅｆＣとを比較し、電流Ｉが電流基準値ＩｒｅｆＣよりも大きいときにスイッチＳ１を遮断する信号をスイッチＳ１へと与える。これによって電動機Ｍ１が停止し、ひいては圧縮機１０が停止する。このような構成でも、ハードウェアで圧縮機停止部３５を実現できるので信頼性が高い。

３圧縮機制御部
１０圧縮機
１１，２１熱交換器
１２四方切替弁
２２膨張機構
３３電流検出部
４１四方切替弁制御部
５１温度検出部
３００冷媒回路

Claims

電動機(M1)を有して冷媒を圧縮する圧縮機(10)と、室内熱交換器(21)と、室外熱交換器(11)と、前記圧縮機の吸入口(10b)および吐出口(10a)をそれぞれ前記室外熱交換器の一端(11a)および前記室内熱交換器の一端(21a)に接続する暖房接続状態(H)と前記吸入口及び前記吐出口をそれぞれ前記室内熱交換器の前記一端および前記室外熱交換器の前記一端に接続する冷房接続状態(C)とを切り替える四方切替弁(12)と、前記室内熱交換器の他端(21b)と前記室外熱交換器の他端(11b)との間に設けられる膨張機構(22)とを有し、前記冷媒が循環する冷媒回路(300)と、
前記冷媒の前記吐出口側における圧力を検出する圧力検出部(51,33)と、
前記四方切替弁を制御する機能を有し、前記四方切替弁に前記暖房接続状態を選択させた状態での前記圧力が圧力基準値よりも大きいときに、前記圧縮機を停止することなく、前記四方切替弁に前記冷房接続状態を選択させる四方切替弁制御部(41)と
を備える、空気調和機。
前記圧力検出部は、前記冷媒の前記圧力として前記室内熱交換器(21)の温度を検出する温度検出部(51)を有し、
前記四方切替弁制御部(41)は、前記四方切替弁(12)に前記暖房接続状態(H)を選択させた状態での前記温度が、前記圧力基準値に対応する温度基準値よりも大きいときに、前記四方切替弁に前記冷房接続状態(C)を選択させる、請求項１に記載の空気調和機。
前記圧力検出部は、前記冷媒の前記圧力として前記電動機(M1)の電流を検出する電流検出部(33)を有し、
前記四方切替弁制御部(41)は、前記四方切替弁(12)に前記暖房接続状態(H)を選択させた状態において前記圧力基準値に対応する電流基準値よりも、前記電流が大きいときに前記四方切替弁に前記冷房接続状態(C)を選択させる、請求項１に記載の空気調和機。
前記圧力検出部は、前記冷媒の前記圧力として前記電動機(M1)の電流を検出する電流検出部(33)をさらに有し、
前記空気調和機は、前記四方切替弁(12)が前記冷房接続状態(C)を採用した状態において、前記圧力基準値に対応する電流基準値よりも前記電流が大きいときに、前記電動機(M1)を停止して前記圧縮機(10)を停止させる圧縮機停止部(35)を更に備える、請求項２に記載の空気調和機。