JP6716030B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置を、冷媒を用いて冷却する冷凍サイクル装置に関する。

従来、制御装置の冷却について、冷媒回路の高圧側の主流から冷媒を一部バイパスし、予冷熱交換器において放熱させた後、放熱した冷媒を冷媒冷却器に流して制御装置と熱交換を行わせることにより、制御装置を冷却する技術が知られている。冷媒冷却器から流出した冷媒は、冷媒冷却器の冷媒流量を制御する絞り装置を経て圧縮機の吸入側へ流れる。制御装置は、ＳｉＣ等の発熱する半導体素子を有し、半導体素子で発生した熱により制御装置の温度が上がる。絞り装置は、制御装置の温度が上がると、開度を開けて冷却を開始し、制御装置の温度が下がると開度を閉じる。

冷凍サイクル装置において、制御装置が冷却される際、結露の発生を抑制することが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の冷凍サイクル装置は、制御装置の温度が一定温度以下となった場合に、制御装置の温度を上昇させて結露の発生を防いでいる。このとき、冷媒冷却器の冷媒流量が低減され、あるいはパワー素子の発熱量が増大される。

特許第５５１６６０２号公報

ここで、例えば、絞り装置の弁体部周囲の隙間に異物の詰まり（ゴミ噛み）が生じる場合がある。しかしながら、特許文献１の冷凍サイクルシステムでは、絞り装置の開度が正常に開閉できない場合、目標とする冷媒流量以上に冷媒が流れ続けてしまう。その結果、制御装置が過度に冷却され、制御装置に結露が生じる場合がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、制御装置を冷却する冷却機構の信頼性を向上させる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と第１絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機と前記第１絞り装置との間の配管から分岐して前記圧縮機の吸入側に接続されたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、当該バイパス配管に流れる前記冷媒の流量を調整する第２絞り装置と、前記バイパス配管に設けられ、前記冷媒が流れる冷媒冷却器と、前記圧縮機、前記第１絞り装置及び前記第２絞り装置を制御し、前記冷媒冷却器により冷却される制御装置と、前記制御装置の温度を検知する制御装置温度センサとを備え、前記制御装置は、前記第２絞り装置の開度が設定開度以下の指示開度に制御されている場合において、前記制御装置温度センサの検知温度が設定温度以下である場合に、前記第２絞り装置の開度を大きくし、大きくした後に前記指示開度に戻す異物解放制御を行うものである。

本発明の冷凍サイクル装置によれば、冷媒冷却器の冷媒流量を調整する第２絞り装置に異物が詰まったことを判定し、第２絞り装置を開閉して異物を解放する制御を行う。これにより、冷凍サイクル装置は、第２絞り装置の動作を正常な状態に復帰させ、制御装置を過剰に冷却するのを抑制し、結露の発生を抑えることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の制御装置の機能を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の暖房運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒冷却制御における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷媒冷却制御時の第２絞り装置６０２の制御を示すフローチャートである。 図６のフローチャートに基づく第２絞り装置６０２の動作をまとめた図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００のゴミ噛み回避制御時の第２絞り装置６０２の制御を示すフローチャートである。

以下、冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置５００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図１に基づき、空気調和装置５００について説明する。空気調和装置５００は、例えばビル又はマンション等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転又は暖房運転を実行できるものである。

空気調和装置５００は、熱源側ユニット１００と、複数台（図１では２台）の負荷側ユニット３００ａ、３００ｂとを有している。熱源側ユニット１００と負荷側ユニット３００ａ、３００ｂとは、ガス延長配管４０１と液延長配管４０２とで接続されている。ガス延長配管４０１は、ガス主管４０１ｘ、ガス枝管４０１ａ、ガス枝管４０１ｂで構成されている。液延長配管４０２は、液主管４０２ｘ、液枝管４０２ａ、液枝管４０２ｂで構成されている。

［熱源側ユニット１００］
熱源側ユニット１００は、負荷側ユニット３００に冷熱又は温熱を供給する機能を有している。

熱源側ユニット１００は、圧縮機１０１、流路切替装置１０２、熱源側熱交換器１０３及びアキュムレータ１０４を有し、これらの機器は直列に接続されている。

圧縮機１０１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にして吐出する。圧縮機１０１は、例えば容量制御可能なインバータタイプの圧縮機等で構成するとよい。なお、圧縮機１０１を容量制御可能なインバータタイプの圧縮機に限定するものではない。例えば一定速のタイプの圧縮機、もしくはインバータタイプと一定速タイプと組み合わせた圧縮機等で構成してもよい。圧縮機１０１は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、例えば、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機、スクロール式圧縮機あるいはスクリュー式圧縮機等からなっている。

流路切替装置１０２は、例えば四方弁からなり、圧縮機１０１の吐出側に設けられ、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒流路を切替える。そして、熱源側熱交換器１０３が運転モードに応じて蒸発器又は凝縮器として機能するように冷媒の流れを制御する。

熱源側熱交換器１０３は、フィンチューブ式の熱交換器であって、例えば、周囲空気又は水等の熱媒体と冷媒との間で熱交換を行う。暖房運転時には熱源側熱交換器１０３は蒸発器として機能し、冷媒を蒸発してガス化する。また、冷房運転時には熱源側熱交換器１０３は凝縮器又は放熱器として機能し、冷媒を凝縮して液化する。

また、熱源側ユニット１００には熱源側ファン１０６が搭載されている。熱源側熱交換器１０３の凝縮能力又は蒸発能力の制御は、熱源側ファン１０６の回転数が制御されることにより行う。なお、熱源側熱交換器１０３が水冷式熱交換器であれば、水循環ポンプ（図示せず）の回転数が制御されて、熱源側熱交換器１０３の凝縮能力又は蒸発能力が制御される。

アキュムレータ１０４は、圧縮機１０１の吸入側に設けられ、液冷媒とガス冷媒とを分離する機能と余剰冷媒を貯留する機能とを有している。

また、空気調和装置５００は、圧縮機１０１から吐出された冷媒の圧力（高圧圧力）を検知する高圧センサ１４１と、圧縮機１０１に吸入される冷媒の圧力（低圧圧力）を検知する低圧センサ１４２を有している。空気調和装置５００は更に、外気温度を検知する外気温度センサ６０４を備えている。高圧センサ１４１、低圧センサ１４２及び外気温度センサ６０４において検知された高圧圧力、低圧圧力及び外気温度は、空気調和装置５００の動作を制御する制御装置１３０に送られる。

空気調和装置５００は、圧縮機１０１と流路切替装置１０２とを接続する高圧配管６１１から分岐して、圧縮機１０１の吸入側の低圧配管６１０に接続されるバイパス配管６０８を有している。バイパス配管６０８は、圧縮機１０１から吐出された高圧ガス冷媒をバイパスする。バイパス配管６０８には、バイパス配管６０８に流入した高圧ガス冷媒を冷却する予冷熱交換器６０１が設けられている。予冷熱交換器６０１は、熱源側熱交換器１０３と共に一体の熱交換器として構成されており、一体の熱交換器の一部を予冷熱交換器６０１として構成している。なお、予冷熱交換器６０１は熱源側熱交換器１０３と別体で構成してもよい。予冷熱交換器６０１の下流には、バイパス流量を調整する第２絞り装置６０２と、制御装置１３０を冷却する冷媒冷却器６０３とが設けられている。

第２絞り装置６０２は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。第２絞り装置６０２は、予冷熱交換器６０１で冷却された高圧冷媒を減圧し、冷媒温度を更に下げた上で冷媒冷却器６０３に流入させる。第２絞り装置６０２は、例えば電子式膨張弁等の開度が可変に制御可能なもので構成される。

冷媒冷却器６０３は、制御装置１３０を冷却するものであって、冷媒が通過する冷媒配管を有する。冷媒配管は、制御装置１３０に接触するように配置されている。

バイパス配管６０８に流入した冷媒は、予冷熱交換器６０１で冷却されて液冷媒となり、第２絞り装置６０２で流量が調整されて冷媒冷却器６０３に流入する。冷媒冷却器６０３に流入した液冷媒は、制御装置１３０の発熱を吸熱し、ガス冷媒となる。ガス冷媒となった冷媒は、下流の冷媒冷却器下流配管６０９を通り、低圧配管６１０を通過し、アキュムレータ１０４へと流れる。

また、熱源側ユニット１００は、制御装置１３０の温度を検知する制御装置温度センサ６０５と、冷媒冷却器６０３の下流の配管温度を検知するバイパス温度センサ６０６とを備えている。制御装置温度センサ６０５及びバイパス温度センサ６０６において検知された制御装置１３０の温度及びバイパス配管６０８の温度もまた、制御装置１３０に送られる。

［負荷側ユニット３００ａ、３００ｂ］
負荷側ユニット３００ａ、３００ｂは、冷房負荷又は暖房負荷に対し、熱源側ユニット１００からの冷熱又は温熱を供給する。負荷側ユニット３００ａ、３００ｂには、負荷側熱交換器３１２と第１絞り装置３１１とが直列に接続されて搭載されており、熱源側ユニット１００と共に冷媒回路を構成している。なお、負荷側熱交換器３１２に空気を供給するための図示省略の送風機を設けるとよい。ただし、負荷側熱交換器３１２が、冷媒と水等の冷媒とは異なる熱媒体とで熱交換を実行するものであってもよい。

負荷側熱交換器３１２は、熱媒体（例えば、周囲空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行い、暖房運転時には凝縮器（放熱器）として冷媒を凝縮して液化し、冷房運転時には蒸発器として冷媒を蒸発してガス化させるものである。負荷側熱交換器３１２は、一般的には、図では省略されている送風機を合わせて構成され、送風機の回転数によって凝縮能力又は蒸発能力が制御される。

第１絞り装置３１１は、減圧弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。第１絞り装置３１１は、例えば電子式膨張弁等の開度が可変に制御できるもの、又は毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。

負荷側ユニット３００には、負荷側熱交換器３１２と流路切替装置１０２との間における冷媒配管の温度を検知する第１温度センサ３１３と、第１絞り装置３１１と負荷側熱交換器３１２との間における冷媒配管の温度を検知する第２温度センサ３１４とが、少なくとも設けられている。第１温度センサ３１３及び第２温度センサ３１４において検知された温度は、制御装置１３０に送られる。そして、第１温度センサ３１３及び第２温度センサ３１４からの情報は、負荷側ユニット３００に設けられている第１絞り装置３１１の開度、及び、図示省略の送風機の回転数等の制御に利用されることになる。

ここで、空気調和装置５００に使用する冷媒の種類は、特に限定するものではなく、例えば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウム等の自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡやＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａ等の塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているＲ２２やＲ１３４ａ等のフロン系冷媒の何れを使用してもよい。

制御装置１３０は、熱源側ユニット１００が有する機器を中心に、空気調和装置５００の制御を行う。ここで、制御装置１３０は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されている。制御装置１３０は、制御等に係る処理手順をプログラムとしたデータを記憶した記憶手段を有する。そして、記憶手段のプログラムが実行されることにより、熱源側ユニット１００を構成する機器等の制御が行われる。

図１では、制御装置１３０が熱源側ユニット１００に搭載された場合を例に示しているが、負荷側ユニット３００に設けるようにしてもよい。また、制御装置１３０を、熱源側ユニット１００及び負荷側ユニット３００の外部に設けるようにしてもよい。また、制御装置１３０を機能に応じて複数に分けて、熱源側ユニット１００と負荷側ユニット３００とのそれぞれに設けるようにしてもよい。この場合、各制御装置を無線又は有線で接続し、通信可能にしておくとよい。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の制御装置１３０の機能を示す機能ブロック図である。制御装置１３０は、運転制御部１３１と、異物判定部１３２と、記憶部１３３等とから構成される。また制御装置１３０は、時間をカウントするタイマー１３４を備えている。

運転制御部１３１は、空気調和装置５００の空調運転を制御する。運転制御部１３１は、高圧センサ１４１、低圧センサ１４２、外気温度センサ６０４、制御装置温度センサ６０５、バイパス温度センサ６０６、第１温度センサ３１３及び第２温度センサ３１４から、圧力情報あるいは温度情報といった検知情報を取得する。また、運転制御部１３１には、図示しないリモートコントローラ等を介して、利用者からの指令が入力される。運転制御部１３１は、各種センサから取得した検知情報、指令、及び予め設定された設定情報等に応じて、各種アクチュエータの制御を行う。具体的には、運転制御部１３１は、高圧圧力及び低圧圧力に基づいて、圧縮機１０１の駆動周波数、熱源側ファン１０６の回転数、及び流路切替装置１０２の切替え制御等を行う。また運転制御部１３１は、高圧圧力、低圧圧力、外気温度、及び制御装置１３０の温度等に基づいて、第２絞り装置６０２の制御を行う。

異物判定部１３２は、運転制御部１３１から、制御装置１３０の温度、及び第２絞り装置６０２の開度を取得し、取得した情報に基づいて、第２絞り装置６０２における異物の詰まりの発生を判定する。具体的には、異物判定部１３２は、第２絞り装置６０２の開度が設定開度以下の指示開度に指示されている場合において、制御装置１３０の温度が設定温度以下になると、第２絞り装置６０２に異物の詰まりが発生していると判定する。異物判定部１３２は、第２絞り装置６０２に異物の詰まりが発生していると判定した場合には、運転制御部１３１に通知し、運転制御部１３１により、異物解放制御が実施される。異物解放制御とは、第２絞り装置６０２の開度を大きくし、その後、元の指示開度に戻す制御である。

記憶部１３３には、運転制御部１３１が各アクチュエータの制御のために参照する各種設定値、異物判定部１３２が判定を行う際に参照する各種設定値等が記憶されている。

また空気調和装置５００は、表示灯又はモニタ等で構成された報知部１３５を備えている。報知部１３５は、制御装置１３０に接続されており、制御装置１３０から出力されたエラー情報等を受け取ると、表示灯を点灯する又はメッセージを表示する等して利用者に報知する。

次に、空気調和装置５００が実行する運転動作について説明する。空気調和装置５００においては、例えば室内等に設置されたリモートコントローラ等からの冷房要求、暖房要求を受信する。空気調和装置５００は、要求に応じて２つの運転モードのうち、何れかの空気調和動作を行う。２つの運転モードとして、冷房運転モードと暖房運転モードとがある。

［冷房運転モード］
図３は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。図３に基づいて、冷房運転モード時における空気調和装置５００の運転動作について説明する。

圧縮機１０１は低温低圧の冷媒を圧縮して、高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１０２を通り、熱源側熱交換器１０３へ流れる。熱源側熱交換器１０３は凝縮器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮し液化する。熱源側熱交換器１０３から流出した液冷媒は、液主管４０２ｘを通って熱源側ユニット１００から流出する。

熱源側ユニット１００から流出した高圧液冷媒は、液枝管４０２ａ、４０２ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入する。負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入した液冷媒は、第１絞り装置３１１で絞られ、低温の気液二相冷媒となる。この低温の気液二相冷媒は、負荷側熱交換器３１２に流入する。負荷側熱交換器３１２は蒸発器として機能しているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して蒸発しガス化する。このとき冷媒が周囲から吸熱することによって室内は冷房される。その後、負荷側熱交換器３１２から流出した冷媒は、ガス枝管４０１ａ、４０１ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出する。

負荷側ユニット３００ａ及び３００ｂから流出した冷媒は、ガス主管４０１ｘを通って熱源側ユニット１００に戻る。熱源側ユニット１００に戻ったガス冷媒は、流路切替装置１０２、アキュムレータ１０４を介して圧縮機１０１に再度吸入される。

［全暖房運転モード］
図４は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置５００の暖房運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図４に基づいて、空気調和装置５００の暖房運転モード時の運転動作について説明する。

低温低圧の冷媒が圧縮機１０１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１０２を通り、高圧配管へ流れる。この冷媒は、その後、熱源側ユニット１００から流出する。熱源側ユニット１００から流出した高温高圧のガス冷媒は、ガス枝管４０１ａ、４０１ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入する。

負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入したガス冷媒は、負荷側熱交換器３１２に流入する。負荷側熱交換器３１２は凝縮器として機能しているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮し液化する。このとき冷媒が周囲に放熱することによって室内等の空調対象空間は暖房される。その後、負荷側熱交換器３１２から流出した液冷媒は、第１絞り装置３１１で減圧され、液枝管４０２ａ、４０２ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出する。

負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出した冷媒は、液主管４０２ｘを通って熱源側ユニット１００に戻る。熱源側ユニット１００に戻ったガス冷媒は、熱源側熱交換器１０３に流入する。熱源側熱交換器１０３は蒸発器として機能しているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して冷媒は蒸発しガス化する。その後、熱源側熱交換器１０３から流出した冷媒は、流路切替装置１０２を経由してアキュムレータ１０４へ流入される。そして、アキュムレータ１０４内の冷媒を圧縮機１０１が吸入し、冷媒回路内を循環させることで冷凍サイクルが成り立っている。

［冷媒冷却制御］
図５は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒冷却制御における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。本実施の形態を適用する場合の一例である冷媒冷却制御について説明する。制御装置１３０を冷媒で冷却する冷媒冷却制御は、冷房運転モード及び暖房運転モードのどちらの運転モードにおいても同様の制御となる。このため、以下では、冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図を用いて、冷媒冷却制御を説明する。

圧縮機１０１から吐出された高圧ガス冷媒の一部がバイパス配管６０８へバイパスされ、予冷熱交換器６０１に流入する。予冷熱交換器６０１に流入したガス冷媒は、熱源側ファン１０６からの空気と熱交換して冷却される。予冷熱交換器６０１で冷却されて低圧となった液冷媒は、第２絞り装置６０２で減圧されて更に低圧となった後、冷媒冷却器６０３に流入する。冷媒冷却器６０３において冷媒は制御装置１３０と熱交換して蒸発する。このとき、冷媒は制御装置１３０から吸熱することによって制御装置１３０を冷却する。制御装置１３０を冷却した冷媒はガス冷媒又は二相冷媒となり、低圧配管６１０を流れ、アキュムレータ１０４へ流入する。

冷媒冷却器６０３を流れる冷媒流量は、第２絞り装置６０２によって調整される。第２絞り装置６０２の制御は、低圧センサ１４２、制御装置温度センサ６０５、バイパス温度センサ６０６、外気温度センサ６０４から得られる情報を基に、制御装置１３０によって行われる。以下、第２絞り装置６０２の具体的な制御について説明する。

次に、図６及び図７に基づき、制御装置１３０を冷却する際の第２絞り装置６０２の制御及び動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷媒冷却制御時の第２絞り装置６０２の制御を示すフローチャートである。図７は、図６のフローチャートに基づく第２絞り装置６０２の動作をまとめた図である。以下の説明において、温度を示す（Ａ）〜（Ｆ）は、結露温度（Ｆ）＜終了温度（Ｂ）＜外気温度（Ｄ）＜目標温度（Ｃ）＜一定値（Ｅ）＜開始温度（Ａ）の関係にあるものとする。また、図６に示す冷媒冷却制御は、制御装置１３０において主に運転制御部１３１が行うものとする。

初期状態では、第２絞り装置６０２は閉じた状態にある。そして、制御装置１３０は、空気調和装置５００の運転開始後、制御装置温度センサ６０５の検知温度が予め設定した開始温度（Ａ）（例えば、７５℃）以上であるかを判断する（ステップＳＴ１）。検知温度が開始温度（Ａ）未満の場合には、制御装置１３０を冷却する必要がないため、第２絞り装置６０２の開度を閉じた状態に維持し（ステップＳＴ２）、冷媒冷却器６０３に冷媒を流さないようにする。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が開始温度（Ａ）以上の場合、制御装置１３０は第２絞り装置６０２を予め設定した固定開度に開く（ステップＳＴ３）。これにより、冷媒冷却器６０３に冷媒が流れて制御装置１３０の冷却が開始され、制御装置１３０の温度が下がっていくことになる。

その後、制御装置１３０は、制御装置温度センサ６０５の検知温度が、予め設定された終了温度（Ｂ）（例えば、４５℃）以下であるかを判断する（ステップＳＴ４）。制御装置温度センサ６０５の検知温度が終了温度（Ｂ）以下の場合、制御装置１３０は第２絞り装置６０２を閉じて制御装置１３０の冷却を終了する（ステップＳＴ５）。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が終了温度（Ｂ）よりも高い場合は、まだ冷却を続ける必要がある。制御装置１３０の結露を防止するため、制御装置温度センサ６０５の検知温度が外気温度（Ｄ）以下であるかを判断する（ステップＳＴ６）。

制御装置温度センサ６０５の検知温度が外気温度（Ｄ）以下になった場合、制御装置１３０に結露が生じる可能性があるため、制御装置１３０は第２絞り装置６０２を閉じて制御装置１３０の冷却を終了する（ステップＳＴ５）。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が外気温度（Ｄ）よりも高い場合、開度の調整のため、制御装置温度センサ６０５の検知温度が、予め設定した目標温度（Ｃ）（例えば、６０℃）以下であるかを判断する（ステップＳＴ７）。

制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）以下の場合、制御装置１３０は制御装置１３０の温度が目標温度（Ｃ）となるように第２絞り装置６０２の開度を絞って（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ４の判断に戻る。なお、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）に一致するときは、現状の開度を維持するようにしてもよい。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）よりも高い場合、制御装置１３０は、以下の（１）と（２）の両方の条件を満たすかを判断する（ステップＳＴ９）。
（１）バイパス温度センサ６０６と低圧センサ１４２とのそれぞれの検知値から算出される、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が予め設定した設定値（例えば、２℃）以下
（２）モジュール温度が一定値（Ｅ）（例えば、７０℃）以下

ステップＳＴ９の判断は、以下を目的としたものである。すなわち、制御装置温度センサ６０５の検知温度を目標温度（Ｃ）以下に下げるために第２絞り装置６０２の開度制御を行っているなか、制御装置１３０の温度に対して、バイパス配管６０８の通過冷媒量が多いと、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が低下する。したがって、冷却能力過多となり、液バックが生じる可能性がある。ステップＳＴ９の判断はこの液バックを防止することを目的としたものである。なお、（２）の条件は省略可能である。

つまり、（１）、（２）の両方の条件を満たす場合、このまま冷却を続けると液バックを生じる可能性がある。よって、制御装置１３０は、（１）、（２）の両方の条件を満たすと判断した場合、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が目標過熱度となるように第２絞り装置６０２の開度を小さくする（ステップＳＴ１０）。このように第２絞り装置６０２の開度を小さくすることでバイパス配管６０８の通過冷媒量が減少し、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が上昇して液バックを防止することができる。一方、（１）、（２）の一方又は両方の条件を満たさない場合は、液バックが生じる冷却状態ではないため、引き続き冷却を続ける。つまり、制御装置１３０は、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）となるように第２絞り装置６０２の開度を開く（ステップＳＴ１１）。そして、ステップＳＴ４に戻り、同様の処理を繰り返す。

以上の冷媒冷却制御により制御装置１３０が冷却される。なお、ここでは、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）よりも高く、開始温度（Ａ）よりも低い場合にステップＳＴ９の液バック防止判断を行っている。ステップＳＴ９の双方の条件を満たさないときには、過熱度が設定値以下となることは無いか、又は、第２絞り装置６０２が絞られる制御となるため、液バック防止判断を行う必要がない。

次に、図８に基づき、ゴミ噛み回避制御について説明する。ゴミ噛み回避制御は、上述した冷媒冷却制御において、制御装置温度センサ６０５の検知温度が終了温度（Ｂ）以下あるいは外気温度（Ｄ）以下となり、第２絞り装置６０２を閉じる制御がなされた場合（ステップＳＴ５）に実施される。ゴミ噛み回避制御は、冷房運転モード及び暖房運転モードのどちらの運転モードにおいても同様の制御となる。このため、以下では、冷房運転モード時におけるゴミ噛み回避制御を説明する。

［第２絞り装置６０２のゴミ噛み回避制御］
運転制御部１３１により第２絞り装置６０２を閉じたとき（ステップＳＴ５）、ゴミ噛み回避制御が開始される。まず、異物判定部１３２は、以下の（３）と（４）の両方の条件を一定時間（例えば、２分間）満たすかを判断する（ステップＳＴ２１）。
（３）第２絞り装置６０２に対する開度の指示が閉
（４）制御装置温度センサ６０５の検知温度が結露温度（Ｆ）（例えば、３５℃）以下

ステップＳＴ２１の判断は、以下を目的としたものである。すなわち、冷媒冷却制御が終了して第２絞り装置６０２の開度を閉とする制御がされているにもかかわらず、制御装置温度センサ６０５の検知温度が低下した場合には、異物の混入により第２絞り装置６０２が制御どおりに動作していない可能性がある。また、第２絞り装置６０２を閉とする制御がされているにもかかわらず、検知温度が設定温度に回復しない場合にも、異物の混入により第２絞り装置６０２に動作不良が生じている可能性がある。そして、制御装置１３０が冷却され続け、終了温度（Ｂ）よりも低い結露温度（Ｆ）になると、結露が生じる。つまり、ステップＳＴ２１の判断は、このような制御装置１３０の結露を防止するために、第２絞り装置６０２に対する指示が正常に実施されているかを確認することを目的としている。

上記（３）と（４）の両方の条件が一定時間満たされる場合、異物判定部１３２は、第２絞り装置６０２に異物が詰まったと判定する。運転制御部１３１は、異物判定部１３２で異物が詰まったと判定されたとき、異物解放制御を実施する（ステップＳＴ２２）。つまり、運転制御部１３１は、第２絞り装置６０２を開くように制御して異物を解放させ、その後、再び開度を閉に戻して制御装置１３０の温度を上昇させる。このとき、運転制御部１３１は、異物をより確実に取り除くために、第２絞り装置６０２の開度を一定時間（例えば、３０秒）以上全開にした後で元の開度に戻すと良い。なお、結露温度（Ｆ）は、このときの外気温度センサ６０４の値から決定されるとよい。また、異物を流路から取り除くために第２絞り装置６０２を開く開度は全開でなくてもよい。

一方、ステップＳＴ２１において上記（３）と（４）の一方又は両方の条件を満たさない場合には、異物判定部１３２は、第２絞り装置６０２に異物の詰まりが発生しておらず、第２絞り装置６０２が指示どおり動作していると判定して、ゴミ噛み回避制御を終了する。そして、制御装置１３０は、ステップＳＴ１に戻って制御装置１３０の冷却が必要かを判断し、図６及び図８に示す処理を繰り返す。

運転制御部１３１により第２絞り装置６０２の異物解放制御が行われると（ステップＳＴ２２）、異物判定部１３２は、一定時間経過後に、再び、制御装置温度センサ６０５の検知温度が結露温度（Ｆ）以下であるかを判断する（ステップＳＴ２３）。そして、異物判定部１３２において制御装置温度センサ６０５の検知温度が結露温度（Ｆ）を超えていると判断された場合、運転制御部１３１は、第２絞り装置６０２のゴミ噛みが解消されたと判定してゴミ噛み回避制御を終了する。そして、制御装置１３０は、ステップＳＴ１に戻って制御装置１３０の冷却が必要かを判断し、図６及び図８に示す処理を繰り返す。

一方、異物判定部１３２は、第２絞り装置６０２の開閉が行われた後においても、制御装置温度センサ６０５の検知温度が結露温度（Ｆ）以下を維持する場合には（ステップＳＴ２３；ＹＥＳ）、第２絞り装置６０２が正常に動作していないと判定する。運転制御部１３１は、第２絞り装置６０２が正常に動作していない旨の判定結果を受け取ると、タイマー１３４のカウントを開始するとともに、空気調和装置５００の空調運転を一時停止する（ステップＳＴ２４）。ここで、一時停止とは、空気調和装置５００の通常運転を一定時間（例えば、数秒から数十秒間）停止することをいう。

次に、運転制御部１３１は、一時停止が、設定された設定回数以上行われたかを判断する（ステップＳＴ２５）。このとき、運転制御部１３１は、設定された猶予時間（例えば、３０分）内の停止回数が、設定回数以上であるかを判断する。猶予時間は、タイマー１３４によって計測され、記憶部１３３は、タイマー１３４のカウントが開始してから猶予時間が経過するまでの停止回数を記憶している。記憶部１３３に記憶された停止回数は、ステップＳＴ２４において運転を一時停止する際に、運転制御部１３１によって更新される。またこのとき、運転制御部１３１は、タイマー１３４のカウントが猶予時間を超えていれば、記憶部１３３に記憶された停止回数をリセットするとともに、タイマー１３４のカウントをリセットして再び猶予期間のカウントを開始する。

そして、現在の停止回数が設定回数未満である場合には（ステップＳＴ２５；ＮＯ）、運転制御部１３１は、空気調和装置５００の運転を再起動し（ステップＳＴ２７）、再起動後に、図６のステップＳＴ４の処理に戻る。その後、制御装置温度センサ６０５の検知温度が依然として結露温度（Ｆ）以下を維持する場合、すなわち第２絞り装置６０２が正常に動作しない場合には、運転制御部１３１は、再度、空気調和装置５００の通常運転を一時停止することとなる（ステップＳＴ２４）。

一方、現在の停止回数が設定回数以上である場合には（ステップＳＴ２５；ＹＥＳ）、ゴミ噛み回避制御での復旧の見込みが無いため、運転制御部１３１は、空気調和装置５００の運転を異常停止とする（ステップＳＴ２６）。具体的には、運転制御部１３１は、空気調和装置５００の空調運転を完全に停止し、管理者に自動復旧できないことを知らせるため、報知部１３５にその旨を表示する。

なお、冷媒冷却制御のステップＳＴ５において、第２絞り装置６０２の開度は、制御装置１３０の冷却が行われない程度の開度が指示されていればよく、全閉とする指示値でなくてもよい。この場合、上記（３）の条件は、第２絞り装置６０２に対する指示が所定開度以下とすればよい。また、上記（４）の条件は、制御装置温度センサ６０５の検知温度が、冷媒冷却制御を終了した温度（例えば、終了温度（Ｂ））から低下していること、あるいは、予め設定した設定温度まで回復できないことを判定するものでもよい。

また、ステップＳＴ２２の異物解放制御は、第２絞り装置６０２の開度を全開にして閉にする動作を１度行う場合を例に説明したが、開閉を２回以上繰り返した後に元の開度に戻す制御であってもよい。あるいは、制御装置１３０は、異物解放制御後にステップＳＴ２３の条件を満たす場合に、ステップＳＴ２２及びステップＳＴ２３の処理を数回繰り返し、それでもゴミ噛み状態が解消されない場合に、ステップＳＴ２４の処理に進む構成でもよい。

以上のように、実施の形態１において、制御装置１３０は、第２絞り装置６０２の開度が設定開度以下の指示開度に制御されている場合において、制御装置温度センサ６０５の検知温度が設定温度（例えば、結露温度（Ｆ））以下である場合に、第２絞り装置６０２の開度を大きくし、大きくした後に指示開度に戻す異物解放制御を行う。

これにより、空気調和装置５００は、冷媒冷却器６０３の冷媒流量を調整する第２絞り装置６０２に異物が詰まった場合に、第２絞り装置６０２を開いて異物を解放することができ、ゴミ噛み等を解消して第２絞り装置６０２の動作を正常な状態に復帰させることができる。その結果、第２絞り装置６０２が閉じずに冷媒が冷媒冷却器６０３に流れ続け、過剰に冷却されるのを防止でき、結露の発生が抑制できる。

また、制御装置１３０は、制御装置温度センサ６０５の検知温度が設定終了温度（例えば、終了温度（Ｂ））以下である場合に、第２絞り装置６０２の開度を、設定開度以下の指示開度に制御する。これにより、空気調和装置５００は、制御装置１３０が終了温度（Ｂ）まで冷却された場合には、制御装置１３０の冷却を終了させ、制御装置１３０が過剰に冷却されるのを回避することができる。

また、設定開度以下の指示開度は閉である。これにより、空気調和装置５００は、冷却を確実に終了して制御装置１３０の温度を復帰させることができる。

また、制御装置１３０は、異物解放制御において、第２絞り装置６０２の開度を全開にし、全開にした後に指示開度に戻す。これにより、空気調和装置５００は、第２絞り装置６０２に異物の詰まりが発生した場合に、第２絞り装置６０２を全開にすることで、より確実に異物を取り除くことができる。

また、異物解放制御を行う設定温度（例えば、結露温度（Ｆ））は、終了温度（Ｂ）よりも低く、制御装置１３０に結露が生じる温度である。これにより、空気調和装置５００は、異物の存在を精度良く検出できる。

また、制御装置１３０は、異物解放制御を行った後に、制御装置温度センサ６０５の検知温度が設定温度（例えば、結露温度（Ｆ））以下である場合に、圧縮機１０１の運転を一時停止する。これにより、空気調和装置５００は、制御装置１３０の温度が結露温度以下となる状態での空調運転を停止することができ、制御装置１３０の半導体素子等の余熱によって制御装置１３０の温度を上昇させることができる。

また、制御装置１３０は、圧縮機１０１の運転を一時停止した回数が設定回数未満である場合には、一時停止後に再起動する。これにより、空気調和装置５００は、第２絞り装置６０２が指示どおり動作しない原因が異物の詰まり（ゴミ噛み）でない場合でも、一時停止と再起動とにより、動作回復を試みることができる。また、第２絞り装置６０２の動作が回復した場合には、空気調和装置５００は、制御装置１３０の過度な冷却を回避して運転を続けることができる。

また、空気調和装置５００は、非常停止を知らせる報知部１３５を更に備え、制御装置１３０は、一時停止の回数が設定回数以上である場合には、圧縮機１０１の運転を再起動させず異常停止し、異常状態である旨を出力する。これにより、空気調和装置５００は、例えば第２絞り装置６０２の故障といった、自動で復旧できない状態においては、圧縮機１０１の運転を完全に停止して、制御装置１３０が過度に冷却され続けることを回避できる。

なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の説明における各温度及び各時間の具体的数値は、実際の使用条件等に応じて適宜設定すれば良い。

また、上述した冷媒冷却制御及びゴミ噛み回避制御は、制御装置を冷却するための回路に冷媒流量を調整する絞り装置を備えるものであれば、従来の冷凍サイクル装置においても適用することができる。

また、実施の形態１では、熱源側ユニット１００Ａを１台、負荷側ユニット３００を２台とした空気調和装置５００の例を示したが、各ユニットの台数を特に限定するものではない。また、実施の形態１では、負荷側ユニット３００が冷房又は暖房のどちらか一方に切替えて運転可能な空気調和装置５００Ａに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明が適用される装置は、この装置に限定するものではない。本発明を適用可能な他の装置としては例えば、能力供給により負荷を加熱する冷凍サイクル装置、冷凍システム等、冷凍サイクルを利用して冷媒回路を構成する他の装置等にも本発明を適用することができる。

１００，１００Ａ 熱源側ユニット、１０１ 圧縮機、１０２ 流路切替装置、１０３ 熱源側熱交換器、１０４ アキュムレータ、１０６ 熱源側ファン、１３０ 制御装置、１３１ 運転制御部、１３２ 異物判定部、１３３ 記憶部、１３４ タイマー、１４１ 高圧センサ、１４２ 低圧センサ、３００ａ、３００ｂ 負荷側ユニット、３１１ 第１絞り装置、３１２ 負荷側熱交換器、３１３ 第１温度センサ、３１４ 第２温度センサ、４０１ ガス延長配管、４０１ｘ ガス主管、４０１ａ，４０１ｂ ガス枝管、４０２ 液延長配管、４０２ｘ 液主管、４０２ａ，４０２ｂ 液枝管、５００，５００Ａ 空気調和装置、６０１ 予冷熱交換器、６０２ 第２絞り装置、６０３ 冷媒冷却器、６０４ 外気温度センサ、６０５ 制御装置温度センサ、６０６ バイパス温度センサ、６０８ バイパス配管、６０８Ａ バイパス配管、６０９ 冷媒冷却器下流配管、６１０ 低圧配管、６１１ 高圧配管。

Claims (8)

1. 圧縮機と熱源側熱交換器と第１絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記圧縮機と前記第１絞り装置との間の配管から分岐して前記圧縮機の吸入側に接続されたバイパス配管と、
   前記バイパス配管に設けられ、当該バイパス配管に流れる前記冷媒の流量を調整する第２絞り装置と、
   前記バイパス配管に設けられ、前記冷媒が流れる冷媒冷却器と、
   前記圧縮機、前記第１絞り装置及び前記第２絞り装置を制御し、前記冷媒冷却器により冷却される制御装置と、
   前記制御装置の温度を検知する制御装置温度センサと
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記第２絞り装置の開度が設定開度以下の指示開度に制御されている場合において、前記制御装置温度センサの検知温度が設定温度以下である場合に、前記第２絞り装置の開度を大きくし、大きくした後に前記指示開度に戻す異物解放制御を行う
   冷凍サイクル装置。
2. 前記制御装置は、前記制御装置温度センサの検知温度が設定終了温度以下である場合に、前記第２絞り装置の開度を、前記設定開度以下の前記指示開度に制御する
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記指示開度は閉である
   請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記制御装置は、前記異物解放制御において、前記第２絞り装置の開度を全開にし、全開にした後に前記指示開度に戻す
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記設定温度は、前記制御装置に結露が生じる温度である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記制御装置は、前記異物解放制御を行った後に、前記制御装置温度センサの検知温度が前記設定温度以下である場合に、前記圧縮機の運転を一時停止する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記制御装置は、前記圧縮機の運転を一時停止した回数が設定回数未満である場合には、一時停止後に再起動する
   請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
8. 非常停止を知らせる報知部を更に備え、
   前記制御装置は、前記一時停止の回数が前記設定回数以上である場合には、前記圧縮機の運転を非常停止し、前記報知部に非常停止した旨を出力する
   請求項７に記載の冷凍サイクル装置。

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