JP6640579B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調装置に関するものである。

従来、例えば、特許文献１には、冷媒圧縮機、熱源側熱交換器、暖房用電子膨張弁、冷房用電子膨張弁および冷媒／水熱交換器からなる冷媒回路を備え、冷媒／水熱交換器で冷媒により水を加熱して温水を製造する給湯運転時、暖房用電子膨張弁により熱源側熱交換器出口の冷媒過熱度を制御するとともに、冷房用電子膨張弁により冷媒／水熱交換器出口の冷媒過冷却度を制御するようにしたヒートポンプ式給湯・空調装置において、暖房用電子膨張弁の開度が設定開度以上となったとき、冷房用電子膨張弁の目標過冷却度を徐々に下げ、両電子膨張弁を適正作動領域で制御する目標値補正制御手段を備えることが示されている。

特開２０１１−２５２６２２号公報

特許文献１に記載の空調装置において、暖房用電子膨張弁の設定開度は一律である。例えば、給湯運転時に、冷媒圧縮機が定格能力運転よりも高い回転数で運転され、冷房用電子膨張弁が絞られて冷媒回路中の冷媒が不足気味であると、暖房用電子膨張弁が設定開度またはそれ以上に大きく開けられ、冷媒圧縮機で吸入される冷媒量が確保されることになる。この状態から、冷媒圧縮機が定格能力運転よりも低い回転数になると、暖房用電子膨張弁が絞られることになるが、設定開度またはそれ以上に大きく開けられているために、必要開度に絞るまでに時間を要するため、冷媒圧縮機に液冷媒が吸入される液バックが発生するおそれがあり、運転の安定性が低下することになる。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、過冷却度を適切につけて性能を向上させるとともに、運転の安定性の向上を両立させる空調装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の空調装置は、冷媒圧縮機、熱源側熱交換器、暖房用電子膨張弁、冷房用電子膨張弁および利用側熱交換器からなる冷媒回路と、前記利用側熱交換器で冷媒により利用側を加熱する暖房サイクル時、前記暖房用電子膨張弁により前記熱源側熱交換器出口の冷媒過熱度を制御するとともに、前記冷房用電子膨張弁により前記利用側熱交換器出口の冷媒過冷却度を制御する膨張弁制御部と、を備える空調装置において、前記膨張弁制御部は、前記暖房用電子膨張弁の開度が設定開度以上となったとき、前記冷房用電子膨張弁の目標過冷却度を徐々に下げる目標値補正制御手段と、前記冷媒圧縮機の回転数に応じて前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を補正する設定開度補正制御手段と、を備えることを特徴とする。

この空調装置によれば、設定開度補正制御手段において、冷媒圧縮機の回転数に応じて目標値補正制御手段における暖房用電子膨張弁の設定開度を補正することにより、冷媒圧縮機の回転数が変動した場合に、暖房用電子膨張弁の設定開度が補正される。これにより、過熱度および過冷却度を独立して制御し、かつ目標値補正制御手段により暖房用電子膨張弁の設定開度に応じて冷房用電子膨張弁の目標過冷却度を変更している空調装置にあって、冷媒圧縮機の回転数の変動時に、暖房用電子膨張弁の開度を開きすぎて冷媒圧縮機への液バックを発生させたり、暖房用電子膨張弁の開度を絞りすぎて冷媒圧縮機での吸い込み冷媒量不足を発生させたりすることを防止できる。この結果、運転の安定性を向上することができる。

また、本発明の空調装置では、前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の回転数が定格能力運転よりも低い場合に前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を定格能力運転よりも小さく補正する一方、前記冷媒圧縮機の回転数が定格能力運転よりも高い場合に前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を定格能力運転よりも大きく補正することを特徴とする。

この空調装置によれば、冷媒圧縮機の回転数が定格能力運転よりも低い場合は、目標値補正制御手段における暖房用電子膨張弁の設定開度を定格能力運転よりも小さく補正することで、冷媒圧縮機への液バックの発生を防ぐことができる。一方、冷媒圧縮機の回転数が定格能力運転よりも高い場合は、目標値補正制御手段における暖房用電子膨張弁の設定開度を定格能力運転よりも大きく補正することで、冷媒圧縮機での吸い込み冷媒量不足の発生を防ぐことができる。

また、本発明の空調装置では、前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の回転数値を複数の範囲に区分けし、各前記範囲に対応して前記設定開度の補正開度が予め設定されることを特徴とする。

この空調装置によれば、区分けした冷媒圧縮機の回転数値の範囲に応じて設定開度を補正するため、補正を頻繁に行うことが少なくなり、目標値補正制御手段において暖房用電子膨張弁の開度の補正に伴う冷房用電子膨張弁の開度の頻繁な変更を抑えることができる。

また、本発明の空調装置では、前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の任意の回転数値に対応して前記設定開度の補正開度が予め設定されることを特徴とする。

この空調装置によれば、冷媒圧縮機の任意の回転数値に対応して設定開度を補正するため、冷媒圧縮機の回転数の変動に対して迅速に対応することができる。

また、本発明の空調装置では、前記設定開度補正制御手段において設定される補正開度は、規定された能力測定時の前記暖房用電子膨張弁の開度の＋１０％以内であることを特徴とする。

冷媒圧縮機の回転数値に応じた補正開度は、適正値よりも大きすぎると、結局、暖房用電子膨張弁の開度がどんどん大きくなるため効果を得ることが困難になる。一方、冷媒圧縮機の回転数値に応じた補正開度を適正値よりも小さいか適正値に極めて近くに設定すると、過冷却度の補正に入りやすくなるため、過冷却度がつかなくなってしまい性能が落ちることになる。従って、暖房用電子膨張弁の部品単体の製品ばらつきも考慮し、適正開度より少し大きめの＋１０％以内の開度に補正開度を設定することが、設定開度補正制御手段における制御の有用性を高めるうえで好ましい。

また、本発明の空調装置では、前記膨張弁制御部は、熱源側熱交換器の中ほどの温度センサにより検出された温度と熱源側熱交換器の出口側の温度センサにより検出される温度の差から算出される冷媒過熱度が、目標過熱度となるように前記暖房用電子膨張弁の開度を制御することを特徴とする。

熱源側熱交換器の暖房時の出口側に設置されている温度センサと低圧センサとの検出値に対応する圧力飽和温度を検出してもよいが、疑似的に飽和温度を拾うことができる熱源側熱交換器の中ほどの温度センサにより検出された温度を代用することも可能である。

本発明によれば、過冷却度を適切につけて性能を向上させるとともに、運転の安定性の向上を両立させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空調装置の冷媒系統図である。 図２は、本発明の実施形態に係る空調装置の設定開度補正制御手段および目標値補正制御手段による制御フロー図である。 図３は、本発明の実施形態に係る空調装置の設定開度補正制御手段の補正値を示す図表である。 図４は、空調装置の従来例を示す図である。 図５は、空調装置の実施例を示す図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る空調装置の冷媒系統図である。

図１に示すように、空調装置１は、冷媒の循環方向を切替えることにより冷房サイクルと暖房サイクルのいずれかが選択可能とされている。空調装置１は、冷媒圧縮機１１より吐出される冷媒が、熱源側熱交換器（例えば、室外熱交換器）１２および利用側熱交換器（例えば、室内熱交換器）１３を備えた閉サイクルの冷媒回路１４を循環して気液の状態変化を繰り返すものである。図示の冷媒回路１４は、冷媒圧縮機１１の吐出側に四方弁１５を備えており、この四方弁１５を操作して冷媒の循環方向を可逆させ、熱源側熱交換器１２を経て利用側熱交換器１３へと時計回りに冷媒を循環させる冷房サイクル（デフロストサイクル）と、利用側熱交換器１３を経て熱源側熱交換器１２へと反時計回りに冷媒を循環させる暖房サイクルとのいずれか一方が選択可能とされている。

冷媒回路１４には、熱源側熱交換器１２、利用側熱交換器１３および四方弁１５の他、公知の如く、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７およびレシーバ１８が設けられている。冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６および暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７は、レシーバ１８を挟んで直列に接続されている。また、熱源側熱交換器１２には、外気を流通させるための外気ファン１２ａが付設されている。外気ファン１２ａは、熱源側熱交換器１２に流通する外気量（送風量）を適宜調整可能なファンとされている。

なお、空調装置１は、冷媒回路１４が空気熱源ヒートポンプとして構成され、当該空気熱源ヒートポンプにより水を加熱して得られる温水を給湯や暖房に使用する水系統を備える構成としてもよい。すなわち、利用側熱交換器１３の冷媒と水系統の温水とが熱交換する。

冷媒回路１４において、暖房サイクルが選択されると、低温低圧のガス冷媒が冷媒圧縮機１１で圧縮され、高温高圧のガス冷媒として冷媒回路１４に吐出される。このガス冷媒は、図中に実線矢印で示されるように、四方弁１５により利用側熱交換器１３に導かれて反時計回りに循環される。この場合の利用側熱交換器１３は、高温高圧のガス冷媒を周囲の空気と熱交換させる熱交換器であり、冷媒の凝縮により放熱される凝縮熱が空気を加熱する凝縮器として機能する。この結果、冷媒回路１４を流れる高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高温高圧の液冷媒となり、周囲の空気は冷媒から吸熱して暖気となる。

利用側熱交換器１３で凝縮された液冷媒は、その過冷却度を制御している冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６を通ってレシーバ１８に流入する。レシーバ１８では、冷媒の気液分離が行われるとともに、循環する冷媒量の調整が行われる。レシーバ１８の下流側には、高温高圧の液冷媒を減圧する暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が配置されている。この暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７を冷媒が通過することにより、高温高圧の液冷媒は減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、熱源側熱交換器１２に導かれる。蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に導入された気液二相冷媒は、外気と熱交換することにより外気から吸熱して気化する。

上記熱源側熱交換器１２で気化された冷媒の過熱度は、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７により制御されるようになっている。熱源側熱交換器１２を通過することにより、外気から吸熱して気化した低温低圧のガス冷媒は、再び四方弁１５を通って冷媒圧縮機１１に吸引される。こうして冷媒圧縮機１１に吸引された低温低圧のガス冷媒は、冷媒圧縮機１１により再度圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、以下同様の経路を循環して気液の状態変化を繰り返す。この際、低温となる熱源側熱交換器１２の外周面において、空気中の水分などが氷結して着霜現象が発生することが知られている。

上記霜は、熱源側熱交換器１２での冷媒と外気との熱交換を阻害し、熱交換効率を低下させるため、霜の堆積の有無を検知することにより、適当な運転時間毎にデフロスト運転を実施して霜を除去する必要がある。このデフロスト運転は、上述の冷媒回路１４において、四方弁１５を操作して冷媒の循環方向を逆転させ、図中の破線矢印方向に冷媒を循環させる冷房サイクル（デフロストサイクル）に切替え、冷媒圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒を熱源側熱交換器１２に導入し、その放熱（凝縮熱）で熱源側熱交換器１２に付着している霜を融解することによって行われる。

ここで、利用側熱交換器１３で水を加熱して温水を製造もしくは空気を加熱する暖房サイクルによる暖房運転時、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６は、膨張弁制御部５０を介して利用側熱交換器１３で凝縮された冷媒の過冷却度が目標値となるように制御され、また、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７は、膨張弁制御部５０を介して熱源側熱交換器１２で蒸発された冷媒の過熱度が目標値となるように制御される。

具体的には、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６は、高圧センサ４０の検出値に対応する圧力飽和温度、もしくは利用側熱交換器１３の中程の第二熱交温度センサ４２により検出された温度と利用側熱交換器１３の出口側の第一熱交温度センサ４１で検出された冷媒温度の差から算出される冷媒過冷却度が、目標過冷却度Ｔｓｃとなるように冷房用膨張弁制御手段５１を介して制御される。また、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７は、熱源側熱交換器１２の暖房時の出口側に設置されている温度センサ４４と低圧センサ４５との検出値に対応する圧力飽和温度、もしくは熱源側熱交換器１２の中ほどの第二熱交温度センサ４７により検出された温度と熱源側熱交換器１２の出口側の温度センサ４４により検出される温度の差から算出される冷媒過熱度が、目標過熱度Ｔｓｈとなるように暖房用膨張弁制御手段５２を介して制御される。

また、膨張弁制御部５０は、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度が設定開度以上となったとき、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６の目標過冷却度Ｔｓｃを徐々に下げて、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６および暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７を適正作動領域で制御するための目標値補正制御手段５３が設けられている。目標値補正制御手段５３は、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６が過冷却度制御により絞られ過ぎたときに、過熱度を制御している暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が適正開度よりも大きすぎる開度となるのを防止するためのものであり、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が過熱度制御によって予め設定されている開度以上になったとき、動作される。

ところで、特に、冷媒回路１４の配管長が例えば３０ｍを超えるような場合でレシーバ１８の容量に制約があり、暖房運転時に冷媒量が不足気味の空調装置１においては、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６と暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７を完全に独立させた状態で過冷却度と吸入過熱度を制御させた場合、冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６が絞り気味で、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が開き気味で運転することが多く、ここから冷媒圧縮機１１の回転数を下げると暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の閉動作が間に合わず冷媒圧縮機１１への液バックや油面切れに至るおそれが高い。このような空調装置１において、上述したように冷媒圧縮機１１の回転数に応じて暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を補正してしきい値を設けることで、低回転数時においても暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７を適正開度として運転することができるようになり、その後の負荷変動における冷媒圧縮機１１の回転数変動があっても液バックや油面切れの発生を防ぐことで冷媒圧縮機１１の故障リスクを低減できるため、空調装置１の信頼性が向上する。また、目標値補正制御手段５３の制御を止めることなく行うため、信頼性を確保しつつ、能力および効率の向上に寄与する。

目標値補正制御手段５３は、本実施形態では、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度が圧縮機の回転数に応じた設定開度になったとき、目標値補正制御手段５３が補正制御を行う。

目標値補正制御手段５３は、目標過冷却度Ｔｓｃの補正値ΔＴｓｃを設定する。補正値ΔＴｓｃは、その値および暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度に応じて加減算されるように以下の通り設定される。

［実施条件］
（１）ΔＴｓｃ＝０の場合、「ＥＥＶＨ≧圧縮機回転数に応じた設定開度」となった時点にてΔＴｓｃに−１を加算する。
（２）ΔＴｓｃ≠０の場合、サンプリングタイムを、例えば５分としてＥＥＶＨの開度を確認し、５分間継続して「ＥＥＶＨ≧圧縮機回転数に応じた設定開度」の場合、更に−１を加算する。
ΔＴｓｃは、積算の最小値が決められており、実施条件が成立している場合であっても最小値に到達したら、さらなる減算は行わない。

［解除条件］
サンプリングタイムを、例えば５分として、「ＥＥＶＨ＜圧縮機回転数に応じた設定開度」を連続５分間継続した場合、ΔＴｓｃに＋１を加算する。この動作を繰り返す。
ΔＴｓｃは、積算の最大値を０とし、解除条件が成立している場合であっても最大値に到達したら、さらなる加算は行わない。

つまり、目標値補正制御手段５３は、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度が圧縮機回転数に応じた設定開度を超えると、目標過冷却度Ｔｓｃを上記の如く補正し、自律的に冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６の開度を開けて行くことにより、利用側熱交換器１３の出口の過冷却度を補正制御する。

また、膨張弁制御部５０は、冷媒圧縮機１１の回転数検出手段４６で検出される冷媒圧縮機１１の回転数に応じて目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を補正する設定開度補正制御手段５４が設けられている。設定開度補正制御手段５４は、冷媒圧縮機１１の回転数が変動したときに、冷媒圧縮機１１への液バックを防止するためのものであり、冷媒圧縮機１１の回転数に応じて動作される。なお、回転数検出手段４６として、例えば冷媒圧縮機１１の回転軸に設けられた回転センサや、インバータ出力などにより検出することが考えられる。

図２は、本実施形態に係る空調装置の設定開度補正制御手段および目標値補正制御手段による制御フロー図である。図３は、本実施形態に係る空調装置の設定開度補正制御手段の補正値を示す図表である。

図２に示すように、設定開度補正制御手段５４は、ステップＳ１およびステップＳ２−１〜Ｓ２−４において、圧縮機回転数値に応じて暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を補正するしきい値（ΔＴｓｃ補正開始ＥＥＶＨ開度しきい値Ａ［パルス］）を設定する。

設定開度補正制御手段５４は、本実施形態では、図３に示すように、冷媒圧縮機１１の回転数値を複数の範囲に段階的にａ〜ｄに区分けし、区分けした各範囲に対応して暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度のしきい値が予め設定されている。具体的には、図３に示すように、冷媒圧縮機１１の回転数値は、１１ｒｐｓ以上４０ｒｐｓ未満（ａ：１１−４０）、４０ｒｐｓ以上６０ｒｐｓ未満（ｂ：４０−６０）、６０ｒｐｓ以上１００ｒｐｓ未満（ｃ：６０−１００）、１００ｒｐｓ以上（ｄ：１００−）の範囲に区分けされている。この区分けした各範囲に対応し、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度のしきい値は、全開５００パルスに対して１００パルス（イ：１００）、２００パルス（ロ：２００）、３００パルス（ハ：３００）、３５０パルス（ニ：３５０）に設定されている。なお、例えば、６０ｒｐｓ以上１００ｒｐｓ未満（ｃ：６０−１００）は、冷媒圧縮機１１の定格能力運転の回転数の範囲であって、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度のしきい値は３００パルスとされる。また、１１ｒｐｓ以上４０ｒｐｓ未満（ａ：１１−４０）は、外温７℃における定格能力の２５％の最小運転であり、４０ｒｐｓ以上６０ｒｐｓ未満（ｂ：４０−６０）は、外温７℃における定格能力の５０％の中間運転であり、１００ｒｐｓ以上（ｄ：１００−）は、外温２℃における最低温の最大能力運転である。なお、冷媒圧縮機１１の回転数値の範囲は、上記範囲に限らず、冷媒圧縮機１１の定格能力運転の回転数の範囲に応じて適宜設定される。また、冷媒圧縮機１１の回転数値の範囲の区分け数は、上記範囲に限らず、さらに細分化してもよい。また、補正開度は、冷媒圧縮機１１の回転数値の範囲を区分けせず、冷媒圧縮機１１の任意の回転数値に対応して比例するなどリニアに設定してもよい。

つまり、設定開度補正制御手段５４は、冷媒圧縮機１１の回転数が低い場合に目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を小さく補正制御する一方、冷媒圧縮機１１の回転数が高い場合に目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を大きく補正制御する。

続いて、図２に示すように、目標値補正制御手段５３は、ステップＳ３において、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度が「ＥＥＶＨ≧Ａ開度」と判断されると、ステップＳ４に移行し、補正値ΔＴｓｃの値を判定する。ステップＳ４において、「ΔＴｓｃ＝０」の場合、ステップＳ５に移行し、ΔＴｓｃに−１を加算してトップ（ステップＳ１）に戻る。また、ΔＴｓｃが０から最小値の間の「最小値＜ΔＴｓｃ＜０」の場合は、ステップＳ６に移行し、「ＥＥＶＨ≧Ａ」が連続５分間継続したか否かを判定する。その結果、Ｙｅｓであれば、ステップＳ５に移行し、上記の如く、ΔＴｓｃに−１を加算した後、トップに戻る。Ｎｏであれば、そのままトップに戻る。

さらに、ステップＳ４において、ΔＴｓｃが最小値以下と判定された場合、ステップＳ７に移行し、さらなる減算は行わずにそのままトップに戻る。このように、「ＥＥＶＨ≧Ａ」の場合は、その開度に応じて補正値ΔＴｓｃを−１ずつ最小値まで徐々に減算して目標過冷却度Ｔｓｃを補正することによって、自律的に冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６の開度を開ける。

一方、ステップＳ３において、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度が「ＥＥＶＨ＜Ａ」と判断されると、ステップＳ８に移行し、補正値ΔＴｓｃの値を判定する。ステップＳ３において、「ΔＴｓｃ＝０」の場合、そのままトップに戻り、「ΔＴｓｃ＜０」の場合は、ステップＳ９に移行する。ステップＳ９においては、「ＥＥＶＨ＜Ａ」が連続５分間継続したか否かを判定する。Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１０に移行し、ΔＴｓｃに＋１を加算してトップに戻り、Ｎｏの場合には、ステップＳ１１に移行し、さらなる加算は行わずにそのままトップに戻る。このように、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度がＡ未満となった場合、補正値ΔＴｓｃを初期値の０に戻し、目標過冷却度Ｔｓｃを正常値とする。

ここで、図４は、空調装置の従来例を示す図である。図５は空調装置の実施例を示す図である。図４に示すように、上記制御を行わない従来例では、過冷却度を大きくとるために冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６の開度を小さくしている（１）。そして、（１）に伴い暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が開く（２）。この状態で負荷変動により冷媒圧縮機１１の回転数が低下すると（３）、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度が大きいため開度を小さくする動作に時間がかかる（４）。すると、液バックが生じて圧縮機油温が過大に低下する（５）。一方、上記制御を行う実施例の空調装置１では、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度がしきい値を超えたため、過冷却度の補正が入り冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６が閉じない（１１）、（１１）により暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が適正開度を維持する（１２）。この状態で負荷変動により冷媒圧縮機１１の回転数が低下しても（１３）、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７は開度が追従でき、開度を小さくする動作に時間がかからない（１４）。従って、液バックはせず圧縮機油温は大きく低下しない（１５）。

このように、本実施形態の空調装置１によれば、設定開度補正制御手段５４において、冷媒圧縮機１１の回転数に応じて目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を補正することにより、冷媒圧縮機１１の回転数が変動した場合に、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度が補正される。

これにより、過熱度および過冷却度を独立して制御し、かつ目標値補正制御手段５３により暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度に応じて冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６の目標過冷却度Ｔｓｃを変更している空調装置１にあって、冷媒圧縮機１１の回転数の変動時に、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度を開きすぎて冷媒圧縮機１１への液バックを発生させたり、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度を絞りすぎて冷媒圧縮機１１での吸い込み冷媒量不足を発生させたりすることを防止できる。この結果、運転の安定性を向上することができる。

また、本実施形態の空調装置１では、設定開度補正制御手段５４は、冷媒圧縮機１１の回転数が定格能力運転よりも低い場合に目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を定格能力運転よりも小さく補正する一方、冷媒圧縮機１１の回転数が定格能力運転よりも高い場合に目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を定格能力運転よりも大きく補正する。

この空調装置１によれば、冷媒圧縮機１１の回転数が定格能力運転よりも低い場合は、目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を定格能力運転よりも小さく補正することで、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７が開きすぎに至る前に冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６を開き，下流側に冷媒を供給し，圧縮機の吸入過熱度を適切な暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度で制御することが可能となることから、負荷変動により圧縮機回転数が変化した場合に冷媒圧縮機１１への液バックの発生を防ぐことができる。一方、冷媒圧縮機１１の回転数が定格能力運転よりも高い場合は、目標値補正制御手段５３における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の設定開度を定格能力運転よりも大きく補正することで、高負荷時における過冷却度Ｔｓｃを適切に取ることが可能となる。

また、本実施形態の空調装置１では、設定開度補正制御手段５４は、冷媒圧縮機１１の回転数値を複数の範囲に区分けし、各範囲に対応して補正のしきい値が予め設定されても良い。

この空調装置１によれば、区分けした冷媒圧縮機１１の回転数値の範囲に応じて設定開度を補正するため、補正を頻繁に行うことが少なくなり、目標値補正制御手段５３において暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度の補正に伴う冷房用電子膨張弁（ＥＥＶＣ）１６の開度の頻繁な変更を抑えることができる。

また、本実施形態の空調装置１では、設定開度補正制御手段５４は、冷媒圧縮機１１の任意の回転数値に対応して設定開度の補正開度が予め設定されても良い。

この空調装置１によれば、冷媒圧縮機１１の任意の回転数値に対応して設定開度を補正するため、冷媒圧縮機１１の回転数の変動に対して迅速に対応することができる。

また、本実施形態の空調装置１では、設定開度補正制御手段５４において設定される補正開度は、規定された能力測定時の暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度の＋１０％以内であっても良い。

規定とは、ＪＩＳ Ｂ８６１６：２０１５の規定である。冷媒圧縮機１１の回転数値に応じた補正開度（ΔＴｓｃ補正開始ＥＥＶＨ開度しきい値Ａ［パルス］）は、適正値よりも大きすぎると、結局、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度がどんどん大きくなるため効果を得ることが困難になる。一方、冷媒圧縮機１１の回転数値に応じた補正開度を適正値よりも小さいか適正値に極めて近くに設定すると、過冷却度Ｔｓｃの補正に入りやすくなるため、過冷却度がつかなくなってしまい性能が落ちることになる。従って、暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の部品単体の製品ばらつきも考慮し、適正開度の＋１０％以内の開度に補正開度を設定することが、設定開度補正制御手段５４における制御の有用性を高めることになる。また、上記性能測定時の圧縮機回転数は各条件（定格暖房標準能力試験、中間暖房標準能力試験、最小暖房標準能力試験、最大暖房低温能力試験）に各１点しかないため、能力測定時だけでなくそれを含む回転数範囲に対して、それぞれの能力測定条件時の冷媒圧縮機１１の回転数値を含む回転数値の範囲における補正開度（ΔＴｓｃ補正開始ＥＥＶＨ開度しきい値Ａ［パルス］）が、それぞれの能力測定時の暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度の＋１０％以内であっても良い。さらに、冷媒圧縮機１１の任意の回転数値に対応して補正開度（ΔＴｓｃ補正開始ＥＥＶＨ開度しきい値Ａ［パルス］）がリニアに変化する場合、それぞれの能力測定条件の冷媒圧縮機１１の任意の回転数値における暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度を内挿し、補正開度（ΔＴｓｃ補正開始ＥＥＶＨ開度しきい値Ａ［パルス］）が、前記暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度内挿線の＋１０％以内であっても良い。

また、本実施形態の空調装置１では、膨張弁制御部５０の暖房用膨張弁制御手段５２は、熱源側熱交換器１２の中ほどの第二熱交温度センサ４７により検出された温度と熱源側熱交換器１２の出口側の温度センサ４４により検出される温度の差から算出される冷媒過熱度が、目標過熱度Ｔｓｈとなるように暖房用電子膨張弁（ＥＥＶＨ）１７の開度を制御しても良い。

熱源側熱交換器１２の暖房時の出口側に設置されている温度センサ４４と低圧センサ４５との検出値に対応する圧力飽和温度を検出してもよいが、疑似的に飽和温度を拾うことができる熱源側熱交換器１２の中ほどの第二熱交温度センサ４７により検出された温度を代用することも可能である。

なお、本実施形態において、使用冷媒は、従来用いられているＲ４１０Ａであっても良いが、Ｒ３２としてもよい。Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａと比較して吐出温度が上がりやすい特性がある。そして、冷媒圧縮機１１は、回転数値が高くなると過熱した冷媒ガスを吸い込んで運転することになり使用制限を超えるおそれがある。このため、本実施形態の空調装置１は、吐出温度が上がりすぎないように制御することができるため、Ｒ３２の使用に適している。

１ 空調装置
１１ 冷媒圧縮機
１２ 熱源側熱交換器
１３ 利用側熱交換器
１４ 冷媒回路
１６ 冷房用電子膨張弁
１７ 暖房用電子膨張弁
５０ 膨張弁制御部
５３ 目標値補正制御手段
５４ 設定開度補正制御手段

Claims (6)

1. 冷媒圧縮機、熱源側熱交換器、暖房用電子膨張弁、冷房用電子膨張弁および利用側熱交換器からなる冷媒回路と、
   前記利用側熱交換器で冷媒により利用側を加熱する暖房サイクル時、冷媒温度に基づく前記暖房用電子膨張弁の制御により前記熱源側熱交換器出口の冷媒過熱度を制御するとともに、冷媒温度に基づく前記冷房用電子膨張弁の制御により前記利用側熱交換器出口の冷媒過冷却度を制御する膨張弁制御部と、を備える空調装置において、
   前記膨張弁制御部は、
   前記暖房用電子膨張弁の開度が設定開度以上となったとき、前記冷房用電子膨張弁の目標過冷却度を補正して徐々に下げ前記冷房用電子膨張弁の開度を開ける目標値補正制御手段と、
   前記冷媒圧縮機の回転数に応じて前記目標過冷却度の補正を開始する前記暖房用電子膨張弁の開度のしきい値を設定して前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を補正する設定開度補正制御手段と、
   を備え、
   前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の回転数が低い場合に前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を小さく補正制御する一方、前記冷媒圧縮機の回転数が高い場合には前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を大きく補正制御することを特徴とする空調装置。
2. 前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の回転数が定格能力運転よりも低い場合に前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を定格能力運転よりも小さく補正する一方、前記冷媒圧縮機の回転数が定格能力運転よりも高い場合に前記目標値補正制御手段における前記暖房用電子膨張弁の設定開度を定格能力運転よりも大きく補正することを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の回転数値を複数の範囲に区分けし、各前記範囲に対応して前記設定開度の補正開度が予め設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
4. 前記設定開度補正制御手段は、前記冷媒圧縮機の任意の回転数値に対応して前記設定開度の補正開度が予め設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
5. 前記設定開度補正制御手段において設定される補正開度は、規定された能力測定時の前記暖房用電子膨張弁の開度の＋１０％以内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の空調装置。
6. 前記膨張弁制御部は、熱源側熱交換器の中ほどの温度センサにより検出された温度と熱源側熱交換器の出口側の温度センサにより検出される温度の差から算出される冷媒過熱度が、目標過熱度となるように前記暖房用電子膨張弁の開度を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の空調装置。
   

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