JP6805887B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外機と室内機とが冷媒配管で接続された空気調和装置に関する。

従来、室外機と室内機を有し、室外機に備えられた圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁と、室内機に備えられた室内熱交換器とが冷媒配管で接続されてなる冷媒回路を有する空気調和装置では、圧縮機の吐出温度や圧縮機の密閉容器の温度（以降、シェル温度と記載する）が、圧縮機で個別に定められているそれぞれの上限値を超えないようにするために、冷凍サイクルに設けられた各種温度センサや各種圧力センサでの検出値を用いた様々な温度保護制御が提案されている。

温度保護制御の一例としては、検出した圧力や温度に応じて、圧縮機の回転数を下げる、あるいは、圧縮機を停止することによって、圧縮機の吐出温度（以降、単に「吐出温度」と記載する場合がある）やシェル温度が上限値を超えないようにするものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の空気調和装置は、室外熱交換器や室内熱交換器に温度センサを備え、これら各温度センサを用いて各熱交換器が凝縮器として機能しているときの凝縮温度を検出している。そして、この空気調和装置では、凝縮温度を高い方から所定の温度幅で分けた圧縮機回転数の制御ゾーンを定めており、凝縮温度が高い方から順に、低下、保持、上昇、復帰、の４つのゾーンに分けている。

上述した空気調和装置では、検出した凝縮温度が低下ゾーンにある場合は、圧縮機の最大回転数を所定回転数に制限するとともに圧縮機回転数を所定の速度で低下させて凝縮温度を下げる。凝縮温度が低下して保持ゾーンの温度帯となった場合は、圧縮機回転数を保持する。この状態で凝縮温度が低下して上昇ゾーンの温度帯となった場合は、上述した最大回転数を上限として所定の速度で圧縮機回転数を上昇させる。さらに凝縮温度が低下して復帰ゾーンの温度帯となった場合は、上述した所定回転数をキャンセルして圧縮機回転数を最大回転数以上の回転数まで上昇させることを許可して、通常の圧縮機回転数制御に復帰させる。

このような温度保護制御では、圧縮機の回転数に最大回転数という上限を設定し、凝縮温度が低い段階から最大回転数を上限とし凝縮温度に応じて圧縮機の回転数を制御する。従って、圧縮機の運転負荷が急激に増加した場合でも吐出温度が上限値を超えないようにできるので、圧縮機の破損ひいては冷媒回路が機能しなくなることが防止できる。

特開２０１０−２１０１９８号公報

ところで、空気調和装置が暖房運転を行っているとき、上述した温度保護制御とは別に、膨張弁の開度を調整することで吐出温度を予め定められた目標値である目標吐出温度に近づける目標吐出温度制御が実行される。具体的には、検出した吐出温度が目標吐出温度より低い場合は、膨張弁の開度が現在の開度より小さくされる。これにより、冷媒回路から圧縮機に戻る冷媒量が減少するので、吐出温度は上昇する。一方、検出した吐出温度が目標吐出温度より高い場合は、膨張弁の開度が現在の開度より大きくされる。これにより、冷媒回路から圧縮機に戻る冷媒量が増加するので、吐出温度は低下する。

上述した目標吐出温度制御と温度保護制御が同時に実行されると、温度保護制御で圧縮機の回転数を現在の回転数に保持する、あるいは、現在の回転数から低下させることで吐出温度が低下した場合に、目標吐出温度制御では吐出温度を上昇させるために膨張弁の開度が小さくされる。従って、温度保護制御を実行したことで吐出温度が低下して前述した復帰ゾーンの温度帯の温度となれば、膨張弁の開度が小さいまま通常制御に移行する。

通常制御に移行すれば、圧縮機の回転数が温度保護制御の終了時点での回転数と比べて急激に高くされる可能性があるが、このときに膨張弁の開度が小さいと吐出温度が急激に高くなって再び温度保護制御に移行する恐れがあり、吐出温度の上がり方によっては温度保護制御を行っても吐出温度が上限値を越えて圧縮機が保護停止する恐れがあった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、温度保護制御終了後に吐出温度が急激に上昇することを防止できる空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と、膨張弁と、圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、吐出温度検出手段で検出した吐出温度に基づいて圧縮機の制御および膨張弁の開度を調整する制御手段を有する。制御手段は、吐出温度が予め定められた第１温度以上となれば、吐出温度が第１温度より高い予め定められた第２温度以上にならないように、圧縮機の回転数を低下させる温度保護制御を実行するとともに、吐出圧力と吸入圧力を用いて目標吐出温度を求め、吐出温度が目標吐出温度となるように膨張弁の開度を調整する目標吐出温度制御を実行するものである。そして、制御手段は、温度保護制御と目標吐出温度制御を同時に実行するとき、目標吐出温度制御では、現在の目標吐出温度から第１所定時間毎に予め定められた減算温度を減じた温度を目標吐出温度とし、吐出温度が求めた目標吐出温度となるように膨張弁の開度を調整する。

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、温度保護制御終了後に吐出温度が急激に上昇することを防止できる。

本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、圧縮機温度−回転数相関図である。 本発明の実施形態における、温度保護制御に関わる処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における、目標吐出温度制御に関わる処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４（本発明の膨張弁に相当）と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７と、アキュムレータ２８を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２８の冷媒流出側と吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側と冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂと冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は閉鎖弁２５と室外機液管４４で接続されている。

室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。

室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

アキュムレータ２８は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２８は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出温度検出手段である吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段である吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力検出手段である吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。

室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。圧縮機２１の図示しない密閉容器の表面には、圧縮機２１のシェル温度を検出するシェル温度センサ３７が備えられている。尚、シェル温度センサ３７は、圧縮機２１の密閉容器内部に格納されている図示しない圧縮室の位置に対応する密閉容器表面に配置されている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度調整を行う。

次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。

尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａと室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａと室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度は、室内機５ａで十分な暖房能力あるいは冷房能力が発揮されるための値である。

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。

また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａを備えている。

記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。

ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信するとともに、室外機２が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部５３０ａを介して室外機２から受信する。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機２から送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度調整や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。

次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転や除霜運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。

図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するように、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５、閉鎖弁２６、ガス管９、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃの順に流れて室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃ、液管接続部５３ａ〜５３ｃを流れて液管８に流入する。

液管８を流れる冷媒は、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、室外膨張弁２４を通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２８、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

尚、室内機５ａ〜５ｃが冷房運転や除霜運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するように切り換える。これにより、冷媒回路１００が、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。

次に、図１乃至図４を用いて、本実施形態の空気調和装置１で実行される温度保護制御、および、本発明の目標吐出温度制御に相当する目標吐出温度制御について詳細に説明する。まずは、温度保護制御について説明し、次に目標吐出温度制御について説明する。
＜温度保護制御＞

温度保護制御は、吐出温度センサ３３で検出する圧縮機２１の吐出温度（単位：℃。以降、吐出温度Ｔｄと記載する）が、予め定められている圧縮機２１の吐出温度の上限値を超えないように、および、シェル温度センサ３７で検出する圧縮機２１の温度であるシェル温度（単位：℃。以降、シェル温度Ｔｃと記載する）が、予め定められている圧縮機２１のシェル温度の上限値を超えないように、圧縮機２１の回転数を制御するものである。

上述した温度保護制御において、吐出温度Ｔｄに加えてシェル温度Ｔｃも制御の対象とする理由は次の通りである。例えば、室外機２に冷媒を回収するポンプダウン運転を行うときや、室外膨張弁２４が故障する等、室外膨張弁２４が全閉となった状態で圧縮機２１が駆動し続けると、圧縮機２１に吸入される冷媒量が減少して圧縮機２１から吐出される冷媒量も減少し、この状態が継続すると圧縮機２１から冷媒が吐出されなくなる。このような状態では、吐出管４１を流れる冷媒がなくなるので、吐出温度Ｔｄは低下する。

一方、圧縮機２１は、圧縮される冷媒がないあるいは非常に少ない状態となるので、圧縮機２１の図示しない機構部等が冷却されずシェル温度Ｔｃが上昇して上限値を越え、圧縮機２１が破損する恐れがある。そこで、温度保護制御においてシェル温度Ｔｃも制御の対象とすることで、上述した吸入冷媒の減少に起因するシェル温度Ｔｃの過昇を抑えて圧縮機２１の破損を防止できる。

上記圧縮機２１の回転数制御は、図２に示す圧縮機温度−回転数相関図３００に従って実行される。この圧縮機温度−回転数相関図３００は、予め試験等を行って室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶されているものである。尚、吐出温度Ｔｄとシェル温度Ｔｃが、本発明の圧縮機温度に相当し、吐出温度センサ３３が、本発明の吐出温度検出手段である。

圧縮機温度−回転数相関図３００では、吐出温度Ｔｄが８０℃から１２０℃の間を、また、シェル温度Ｔｃが８５℃〜１３０℃の間を、それぞれ複数の温度帯に分け各温度帯に圧縮機２１の回転数の制御態様を割り当てている。また、圧縮機２１の回転数制御のハンチングを防ぐために、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が上昇しているとき（以降、単に「温度上昇時」と記載する場合がある）と、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが下降しているとき（以降、単に「温度低下時」と記載する場合がある）で、設ける温度帯と各温度帯に割り当てられる制御態様を異ならせている。

圧縮機温度−回転数相関図３００において、温度上昇時に通常制御が割り当てられた温度帯と後述する温度保護制御のうちのひとつである回転数保持制御が割り当てられた温度帯の境目となる吐出温度Ｔｄ（＝１０５℃）とシェル温度Ｔｃ（１１０℃）が第１温度である。温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの一方が第１温度以上となれば、通常制御から温度保護制御に切り換えられる。

また、温度低下時に後述する温度保護制御のうちのひとつである回転数上昇制御が割り当てられた温度帯と通常制御が割り当てられた温度帯の境目となる吐出温度Ｔｄ（＝８０℃）とシェル温度Ｔｃ（８５℃）が第５温度である。温度低下時に吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが温度保護制御終了温度未満となれば、温度保護制御から通常制御に切り換えられる。

また、温度上昇時／温度低下時のいずれにおいても、後述する温度保護制御のうちのひとつである回転数低下制御が割り当てられた温度帯のうちの一番高い温度（吐出温度Ｔｄであれば１２０℃、シェル温度Ｔｃであれば１３０℃）は、前述した圧縮機２１の吐出温度Ｔｄの上限値とシェル温度Ｔｃの上限値の各々から所定温度（例えば、５℃）低い温度とされた第２温度である。吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが第２温度以上であるときは、圧縮機２１の制御態様として保護停止制御が割り当てられている。保護停止制御では、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃがそれぞれの上限温度を越えないようにするために、圧縮機２１の運転を停止する。

以上述べた第１温度、第２温度、および、第５温度は、予め試験等を行って定められた温度である。また、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃの上昇／低下は、定期的に取り込んだ吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃを時系列で比較することによって判断される。

まずは、圧縮機温度−回転数相関図３００における温度上昇時の温度帯および制御態様について説明する。吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが各々の第１温度未満である、つまり、吐出温度Ｔｄが１０５℃未満およびシェル温度Ｔｃが１１０℃未満であるときは、圧縮機２１の制御態様として通常制御が割り当てられている。通常制御では、室内機５ａ〜５ｃで要求される空調能力に応じた回転数で圧縮機２１を駆動制御する。温度上昇時に吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが各々の第１温度未満であれば、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが各々の第２温度以上の温度となる可能性は低いので、温度保護制御は行わず通常制御を行う。

吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが上昇し、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが第１温度以上となる場合については次の通りである。まず、吐出温度Ｔｄについては１０５℃以上１１０℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては１１０℃以上１１５℃未満の温度帯の各々を第２温度帯とし、この第２温度帯には、圧縮機２１の制御態様として回転数保持制御が割り当てられる。回転数保持制御では、圧縮機２１の回転数を現在の回転数に保持する（回転数を変化させない）。温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが各々の第２温度帯まで上昇すれば、各々が第１温度未満である場合と比べて吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが各々の第２温度以上の温度となる可能性は高くなる。このため、この場合は通常制御から温度保護制御に切り換えて、回転数保持制御を行って圧縮機２１の回転数を現在の回転数に保持することで、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃの上昇を抑制する。

次に、吐出温度Ｔｄについては１１０℃以上１１５℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては１１５℃以上１２０℃未満の温度帯の各々を第１温度帯とする。この第１温度帯では、回転数保持制御と次に説明する回転数低下制御のいずれかが選択されて実行される。尚、回転数保持制御あるいは回転数低下制御の選択の方法やその理由・効果については、後に詳細に説明する。

次に、吐出温度Ｔｄについては１１５℃以上１２０℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては１２０℃以上１３０℃未満の温度帯の各々を第３温度帯とし、この第３温度帯には、圧縮機２１の制御態様として回転数低下制御が割り当てられる。回転数低下制御では、圧縮機２１の回転数を所定の割合で低下させる、例えば、所定時間毎（例えば、３０秒毎）に現在の回転数から所定の回転数Ａｒｐｓ（例えば、６ｒｐｓ）を減じた回転数とする。温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが第３温度帯まで上昇すれば、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが各々の第２温度以上の温度となる可能性は非常に高くなる。このため、この場合は回転数低下制御を行って圧縮機２１の回転数を低下させることで、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃの上昇を止め、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃを低下させる。

次に、圧縮機温度−回転数相関図３００における温度低下時の温度帯および制御態様について説明する。吐出温度Ｔｄについては１１５℃以上１２０℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては１２０℃以上１３０℃未満の温度帯の各々を第４温度帯とし、この第４温度帯には、圧縮機２１の制御態様として温度上昇時と同じ回転数低下制御が割り当てられる。回転数低下制御を行って圧縮機２１の回転数を低下させることで、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが再び上昇に転じないようにする。

次に、吐出温度Ｔｄについては１０５℃以上１１５℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては１１０℃以上１２０℃未満の温度帯の各々を第５温度帯とし、この第５温度帯には、圧縮機２１の制御態様として温度上昇時と同じ回転数保持制御が割り当てられる。回転数保持制御を行って圧縮機２１の回転数を現在の回転数に保持することで、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが再び上昇に転じることを防ぎつつ、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが必要以上に低下して室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力が低下することを抑制する。

次に、吐出温度Ｔｄについては８０℃以上１０５℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては８５℃以上１１１０℃未満の温度帯の各々を第６温度帯とし、この第６温度帯には、圧縮機２１の制御態様として回転数上昇制御が割り当てられる。回転数上昇制御では、圧縮機２１の回転数を、所定の割合で上昇させる、例えば、所定時間毎（例えば、３０秒毎）に現在の回転数に所定の回転数Ｂｒｐｓ（例えば、１ｒｐｓ）を加えた回転数とする。吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃがこの温度帯の温度まで低下している場合は、これまでの各制御で圧縮機２１の回転数が大きく低下していることが考えられ、圧縮機２１の回転数低下により室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力が低下している可能性がある。

しかし、ここで空調能力を上げるために圧縮機２１の回転数を急激に上昇させると、再び室内機５ａ〜５ｃで吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが急激に上昇して吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが各々の第２温度まで上昇する恐れがある。このため、回転数上昇制御を行って圧縮機２１の回転数をゆっくり上昇させることで、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃの急激な上昇を抑制しつつ、室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力を上昇させる。

そして、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが第５温度未満となれば、圧縮機２１の制御態様として温度上昇時と同じ通常制御が割り当てられている。吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃがこの温度帯の温度まで低下していれば、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが各々の第２温度以上の温度となる可能性はかなり低くなるので、温度保護制御から通常制御に切り換えて、室内機５ａ〜５ｃで要求される空調能力に応じた回転数で圧縮機２１を駆動制御する。

尚、上述した圧縮機温度−回転数相関図３００の説明で、温度上昇時は例えば「吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが第１温度以上」と記載し、温度低下時は例えば「吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが第５温度未満」と記載した。つまり、温度上昇時は吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちいずれか一方が各温度帯の温度まで上昇すれば当該温度帯に割り当てられている制御を実行し、温度下降時は吐出温度Ｔｄとシェル温度Ｔｃの両方が各温度帯の温度まで低下すれば当該温度帯に割り当てられている制御を実行するということである。

温度保護制御は、吐出温度Ｔｄとシェル温度Ｔｃがともに各々の上限値を越えないようにするために実施する制御である。従って、温度上昇時は、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちいずれか一方のみが各温度帯を定める温度（第１温度〜第4温度）を越えて次の温度帯まで上昇した場合であっても、当該次の温度帯に割り当てられている制御を行うことで、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃの上昇を抑制する。一方、温度低下時は、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちいずれか一方のみが各温度帯を定める温度（第１温度、第３温度、第4温度、および第５温度）を越えて次の温度帯まで低下した場合に、当該次の温度帯に割り当てられている制御を行うと、もう一方の温度が再び上昇する恐れがある。このため、温度低下時は、吐出温度Ｔｄとシェル温度Ｔｃの両方が各温度帯を定める温度（第１温度、第３温度、第4温度、および第５温度）を越えて次の温度帯まで低下した場合に、当該次の温度帯に割り当てられている制御を行う。

また、回転数低下制御を行うときに、圧縮機２１の現在の回転数から減じる所定の回転数Ａと、回転数上昇制御を行うときに、圧縮機２１の現在の回転数に加える所定の回転数Ｂは、それぞれが予め試験等を行って求められ記憶部２２０に記憶されている値である。所定の回転数Ａは、室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力の低下を最小限にしつつ、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃを低下できることが確認できている値である。また、所定の回転数Ｂは、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃの急激な上昇を抑制しつつ、室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力を上昇できることが確認できている値である。

次に、第１温度帯について説明する。前述したように、第１温度帯は、吐出温度Ｔｄについては１１０℃以上１１５℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃについては１１５℃以上１２０℃未満の温度帯である。尚、第３温度（吐出温度Ｔｄについては１１０℃、シェル温度Ｔｃについては１１５℃）と第４温度（吐出温度Ｔｄについては１１５℃、シェル温度Ｔｃについては１２０℃）も、前述した第１温度、第２温度、および、第５温度と同様に、予め試験等を行って定められた温度である。

第１温度帯には、回転数保持制御と回転数低下制御のうちのいずれかが、温度上昇時の吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃに応じて割り当てられる。具体的には、少なくとも、温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの一方が初めて第１温度帯の温度まで上昇しかつ他方が第４温度以上の温度となっていないときは、回転数低下制御が割り当てられる。一方、第１温度帯において一度回転数低下制御を行った以降に、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃがいずれも第４温度未満の温度であり、かつ、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が第１温度帯の温度に留まっているときは、回転数保持制御が割り当てられる。このように、第１温度帯で異なる制御態様を割り当てている理由は以下の通りである。

まず、温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が初めて第１温度帯まで上昇したときは、それまでに行っていた回転数保持制御で圧縮機２１の回転数を変化させていないにも関わらず、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃが上昇しているということである。

従って、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が初めて第１温度帯の温度まで上昇しかつ他方が第４温度以上の温度となっていないときは、回転数低下制御を実行して圧縮機２１の回転数をそれまで行っていた回転数保持制御時の回転数よりＡｒｐｓ低い回転数に低下させる。これにより、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃの上昇が緩やかになる、あるいは、上昇が止まる。

しかし、実際に吐出温度センサ３３で検出する吐出温度Ｔｄやシェル温度センサ３７で検出するシェル温度Ｔｃは、圧縮機２１の回転数の低下に遅れて低下する。つまり、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が初めて第１温度帯まで上昇して圧縮機２１の回転数を低下させた直後の吐出温度センサ３３で検出する吐出温度Ｔｄやシェル温度センサ３７で検出するシェル温度Ｔｃは、先に検出した吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃとさほど変わらない温度である可能性がある。

上記のような場合は、圧縮機２１の回転数を低下させてからしばらく時間をおいて吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃを検出すれば、圧縮機２１の回転数低下に起因して低下した吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが検出できる。しかし、実際は、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃは短い間隔（例えば、３０秒）で検出され、この検出された吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃに基づいて選択された制御態様が再び回転数低下制御であれば、圧縮機２１の回転数が必要以上に下げられて、室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力が不要に低下してしまう恐れがある。

そこで、本実施形態の空気調和装置１では、温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が初めて第１温度帯の温度まで上昇しかつ他方が第４温度以上の温度となっていないときは、回転数低下制御を実行し、その後、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃがいずれも第４温度未満の温度でありかつ吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が第１温度帯に留まっているときは、回転数保持制御を実行する。そして、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃがいずれも第４温度未満の温度でありかつ吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が第１温度帯に留まっている状態が継続する限りは、回転数保持制御を継続する。

以上のように第１温度帯で圧縮機２１の制御態様を異ならせることで、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのうちの少なくとも一方が初めて第１温度帯まで上昇して、圧縮機２１の回転数を低下させた後に、必要以上に圧縮機２１の回転数が低下させられることを防ぐことができる。これにより、室内機５ａ〜５ｃで発揮される空調能力の不要な低下を防ぎつつ、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが第２温度を超えて圧縮機２１が停止することを抑制できる。
＜目標吐出温度制御＞

目標吐出温度制御は、吐出温度センサ３３で検出する吐出温度Ｔｄが以下で説明する目標吐出温度（以降、目標吐出温度Ｔｄｔと記載する）となるように、室外膨張弁２４の開度を調整するものである。具体的には、検出した吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔより低い場合は、室外膨張弁２４の開度が現在の開度より小さくされる。これにより、冷媒回路１００から圧縮機２１に戻る冷媒量が減少するので、吐出温度Ｔｄは上昇する。一方、検出した吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔより高い場合は、室外膨張弁２４の開度が現在の開度より大きくされる。これにより、冷媒回路１００から圧縮機２１に戻る冷媒量が増加するので、吐出温度Ｔｄは低下する。

また、目標吐出温度Ｔｄｔは、吐出圧力センサ３１で検出する吐出圧力（以降、吐出圧力Ｐｄと記載する）と吸入圧力センサ３２で検出する吸入圧力（以降、吸入圧力Ｐｓと記載する）を用いて求められる温度であり、各圧力センサで吐出圧力Ｐｄや吸入圧力Ｐｓを定期的（例えば、３０秒毎）に検出する度に求められるものである。

この目標吐出温度Ｔｄｔには、上限温度（以降、上限温度Ｔｄｔｕと記載する）と下限温度（以降、下限温度Ｔｄｔｌ）が定められる。上限温度Ｔｄｔｕとしては、圧縮機２１の吐出温度の上限値より所定温度低い温度が定められ、例えば、本実施形態では温度保護制御が開始される第１温度（＝１０５℃）とされる。目標吐出温度Ｔｄｔが第１温度より高いと、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔに到達すると温度保護制御が開始されてしまうため、これを避けるために第１温度が上限温度Ｔｄｔｕとされる。

一方、下限温度Ｔｄｔｌとしては、圧縮機２１の吐出口における冷媒の過熱度である吐出過熱度が所定値、例えば２０ｄｅｇ以上なるように定められ、具体的には、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃにおける凝縮温度（以降、凝縮温度Ｔｍと記載する）を上述した吐出過熱度：２０ｄｅｇに加算して求められる。ここで、吐出過熱度の所定値（２０ｄｅｇ）とは、吐出過熱度が所定値未満であれば、圧縮機２１で液圧縮（圧縮機２１の内部で液冷媒が圧縮される状態）が発生している恐れがある値である。圧縮機２１で液圧縮が発生していると、圧縮機２１が破損する恐れがあるので、これを避けるため、つまり、吐出過熱度を常に所定値以上とするために、吐出過熱度が所定値に凝縮温度Ｔｍを加算した温度が下限温度Ｔｄｔｌとされる。尚、凝縮温度Ｔｍは、吐出圧力Ｐｄから換算して求めることができ、吐出圧力Ｐｄを定期的（例えば、３０秒毎）に検出する度に凝縮温度Ｔｍおよび下限温度Ｔｄｔｌを求めて記憶部２２０に記憶する。

そして、本実施形態の目標吐出温度制御では、吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが両方とも第１温度未満である場合つまり圧縮機２１の制御が通常制御であり目標吐出温度制御と通常制御が並行して行われる場合と、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃいずれか一方が第１温度以上である場合つまり圧縮機２１の制御が温度保護制御であり目標吐出温度制御と温度保護制御が並行して行われる場合とで、制御態様を異ならせる。

具体的には、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃいずれか一方が第１温度以上である場合、つまり、圧縮機２１の制御が温度保護制御となることで、目標吐出温度制御と温度保護制御が並行して行われる場合は、第１所定時間毎に現在の目標吐出温度Ｔｄｔから減算温度（以降、減算温度Ｔｄｔｒと記載する）を減じた温度を新たな目標吐出温度Ｔｄｔとし、吐出温度センサ３３で検出した吐出温度Ｔｄが新たに求めた目標吐出温度Ｔｄｔとなるように、室外膨張弁２４の開度を調整する。尚、温度保護制御を継続している間は、第１所定時間毎に現在の目標吐出温度Ｔｄｔから減算温度Ｔｄｔｒを減じ新たな目標吐出温度Ｔｄｔを求めることを繰り返し、求めた目標吐出温度Ｔｄｔが下限温度Ｔｄｔｌ以下となれば、下限温度Ｔｄｔｌを目標吐出温度Ｔｄｔとする。

そして、温度保護制御を実行することによって吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが低下して第５温度未満となった場合、つまり、圧縮機２１の制御が温度保護制御から通常制御へと移行して目標吐出温度制御と通常制御が並行して行われる場合は、第２所定時間毎に現在の目標吐出温度Ｔｄｔに加算温度（以降、加算温度Ｔｄｔａと記載する）を加えた温度を新たな目標吐出温度Ｔｄｔとし、吐出温度センサ３３で検出した吐出温度Ｔｄが新たに求めた目標吐出温度Ｔｄｔとなるように、室外膨張弁２４の開度を調整する。尚、通常制御を継続している間は、第２所定時間毎に現在の目標吐出温度Ｔｄｔに加算温度を加えて新たな目標吐出温度Ｔｄｔを求めることを繰り返し、求めた目標吐出温度Ｔｄｔが上限温度Ｔｄｔｕ以上となれば、上限温度Ｔｄｔｕを目標吐出温度Ｔｄｔとする。

以上説明した、目標吐出温度制御と温度保護制御が並行して行われる場合と、目標吐出温度制御と通常制御が並行して行われる場合とで、目標吐出温度制御の制御態様を異ならせる理由は次の通りである。

温度保護制御で圧縮機２１の回転数を現在の回転数に保持する、あるいは、現在の回転数から低下させることで吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔより低い温度まで低下した場合は、目標吐出温度制御では吐出温度Ｔｄを目標吐出温度Ｔｄｔまで上昇させるために室外膨張弁２４の開度が小さくされる。この状態で、温度保護制御を実行したことで吐出温度Ｔｄが低下して圧縮機２１の制御が温度保護制御から通常制御へと移行した場合は、室外膨張弁２４の開度が小さいまま目標吐出温度制御と通常制御を並列に行う状態に移行することがある。

圧縮機２１の制御が通常制御に移行すれば、圧縮機２１の回転数が温度保護制御の終了時点での回転数と比べて急激に高くされる可能性があるが、このときに室外膨張弁２４の開度が小さいままだと吐出温度Ｔｄが急激に高くなって再び温度保護制御に移行する恐れがあり、吐出温度Ｔｄの上がり方によっては温度保護制御を行っても吐出温度Ｔｄが第２温度を越えて圧縮機２１が保護停止する恐れがあった。

これに対し、本実施形態の空気調和装置１では、目標吐出温度制御と温度保護制御が並列して行われているときは、第１所定時間毎に現在の目標吐出温度Ｔｄｔから減算温度Ｔｄｔｒを減じた温度を新たな目標吐出温度Ｔｄｔとし、温度保護制御が終了するまでの間は、下限温度Ｔｄｔｌを下限として現在の目標吐出温度Ｔｄｔから第１所定時間毎に減算温度Ｔｄｔｒを減じる動作を繰り返す。これにより、温度保護制御中は徐々に目標吐出温度Ｔｄｔが低くなるので、室外膨張弁２４の開度が小さくなることが抑制される。

そして、温度保護制御を行うことによって吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが両方とも第５温度未満となって圧縮機２１の制御が温度保護制御から通常制御へと移行した場合は、第２所定時間毎に現在の目標吐出温度Ｔｄｔに加算温度を加えた温度を新たな目標吐出温度Ｔｄｔとし、通常制御を継続している間は、前述した最適温度Ｔｄｔｂを上限として現在の目標吐出温度Ｔｄｔに第２所定時間毎に加算温度を加える動作を繰り返す。これにより、通常制御に移行した後は目標吐出温度Ｔｄｔが緩やかに上昇するので、室外膨張弁２４の開度が急激に小さくされない。

このように、本実施形態の空気調和装置１では、目標吐出温度制御と温度保護制御が同時に実行されているときは、目標吐出温度Ｔｄｔを徐々に低下させることで室外膨張弁２４の開度が小さくなることを抑制する。また、圧縮機２１の制御が温度保護制御から通常制御へと移行したときは、目標吐出温度Ｔｄｔを徐々に上昇させることで室外膨張弁２４の開度が急激に小さくなることを防ぐ。従って、室外膨張弁２４の開度に起因した急激な吐出温度Ｔｄの上昇を抑制でき、再び圧縮機２１の制御が温度保護制御となることや、吐出温度Ｔｄが第２温度以上の温度となって圧縮機２１が保護停止することを防ぐことができる。
＜温度保護制御および目標吐出温度制御の処理の流れ＞

次に、図３および図４を用いて、本実施形態の空気調和装置１が温度保護制御や目標吐出温度制御を行う際の処理の流れについて説明する。尚、図３および図４において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。また、図３や図４では本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１００の制御、といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略している。
＜温度保護制御の処理の流れ＞

まずは、温度保護制御の処理の流れについて説明する。空調運転が開始されると、ＣＰＵ２１０は、フラグＦａとフラグＦｂをともに０とする（ＳＴ１）。ここで、フラグＦａは、圧縮機２１の回転数制御が通常制御であるか温度保護制御であるかを示すものであり、フラグＦａ＝０が通常制御であることを、フラグＦａ＝１が温度保護制御であることをそれぞれ示す。このフラグＦａは、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが上昇していずれか一方が第１温度（本実施形態では、吐出温度Ｔｄが１０５℃、シェル温度Ｔｃが１１０℃）以上となればフラグＦａ＝１とされ、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが低下して吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが両方とも温温度保護制御停止温度（本実施形態では、吐出温度Ｔｃが８０℃、シェル温度Ｔｃが８５℃）未満となればフラグＦａ＝０とされる。

また、フラグＦｂは、温度上昇時に吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのいずれか一方が第１温度帯（本実施形態では、吐出温度Ｔｄが１１０℃以上１１５℃未満の温度帯、シェル温度Ｔｃが１１５℃以上１２０℃未満の温度帯）まで上昇したか否かを示すものであり、フラグＦｂ＝０であれば吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが第１温度帯まで上昇していないことを、フラグＦｂ＝１であれば吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのいずれか一方が第１温度帯まで上昇したことをそれぞれ示す。このフラグＦｂは、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのいずれか一方が上昇して第１温度帯まで上昇すればフラグＦｂ＝１とされ、吐出温度Ｔｄやシェル温度Ｔｃが低下して吐出温度Ｔｄおよびシェル温度Ｔｃが両方とも第１温度未満となればフラグＦｂ＝０とされる。

次に、ＣＰＵ２１０は、吐出温度Ｔｄとシェル温度Ｔｃを取り込む（ＳＴ２）。ＣＰＵ２１０は、吐出温度センサ３３が検出した吐出温度Ｔｄと、シェル温度センサ３７が検出したシェル温度Ｔｃを、センサ入力部２４０を介して定期的（３０秒毎）に取り込み、取り込んだ吐出温度Ｔｄとシェル温度Ｔｃを時系列で記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１０５℃未満およびシェル温度Ｔｃが１１０℃未満であるか否かを判断する（ＳＴ３）。吐出温度Ｔｄが１０５℃未満およびシェル温度Ｔｃが１１０℃未満であれば（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、フラグＦｂを０とし（ＳＴ４）。尚、ＳＴ４の処理が運転開始直後であれば、ＳＴ１でフラグＦｂは０とされているので、ＣＰＵ２１０はフラグＦｂが０の状態を維持し、後述するＳＴ１３の処理でフラグＦｂは１とされた後、つまり、吐出温度Ｔｄあるいはシェル温度Ｔｃのいずれか一方が第３温度以上の温度となった後であれば、ＣＰＵ２１０はフラグＦｂを１から０に変更する。

次に、ＣＰＵ２１０は、フラグＦａが１であるか否かを判断する（ＳＴ５）。フラグＦａが１でなければ（ＳＴ５−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、通常制御を実行し（ＳＴ６）ＳＴ２に処理を戻す。フラグＦａが１であれば（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吐出温度Ｔｄが８０℃未満およびシェル温度Ｔｃが８５℃未満であるか否かを判断する（ＳＴ７）。

取り込んだ吐出温度Ｔｄが８０℃未満およびシェル温度Ｔｃが８５℃未満であれば（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、フラグＦａを０として（ＳＴ８）、ＳＴ６に処理を進める。取り込んだ吐出温度Ｔｄが８０℃未満およびシェル温度Ｔｃが８５℃未満でなければ（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、つまり、取り込んだ吐出温度Ｔｄが８０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが８５℃以上であれば、ＣＰＵ２１０は、回転数上昇制御を実行し（ＳＴ９）、ＳＴ２に処理を戻す。

ＳＴ３において、吐出温度Ｔｄが１０５℃未満およびシェル温度Ｔｃが１１０℃未満でなければ（ＳＴ３−Ｎｏ）、つまり、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１０５℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１１０℃以上であれば、ＣＰＵ２１０は、フラグＦａを１とし（ＳＴ１０）、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１１５℃以上であるか否かを判断する（ＳＴ１１）。

取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１１５℃以上でなければ（ＳＴ１１−Ｎｏ）、つまり、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１０℃未満およびシェル温度Ｔｃが１１５℃未満であれば、ＣＰＵ２１０は、回転数保持制御を実行し（ＳＴ１２）、ＳＴ１６に処理を進める。取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１１５℃以上であれば（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、フラグＦｂが１であるか否かを判断する（ＳＴ１３）。

フラグＦｂが１であれば（ＳＴ１３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１２に処理を進める。フラグＦｂが１でなければ（ＳＴ１３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、回転数低下制御を実行し（ＳＴ１４）、フラグＦｂを１として（ＳＴ１５）ＳＴ２に処理を戻す。

ＳＴ１２の処理を終えたＣＰＵ２１０は、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１５℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１２０℃以上であるか否かを判断する（ＳＴ１６）。取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１５℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１２０℃以上でなければ（ＳＴ１６−Ｎｏ）、つまり、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１５℃未満およびシェル温度Ｔｃが１２０℃未満であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２に処理を戻す。取り込んだ吐出温度Ｔｄが１１５℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１２０℃以上であれば（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、回転数低下制御を実行する（ＳＴ１７）。

次に、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１２０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１３０℃以上であるか否かを判断する（ＳＴ１８）。取り込んだ吐出温度Ｔｄが１２０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１３０℃以上でなければ（ＳＴ１８−Ｎｏ）、つまり、取り込んだ吐出温度Ｔｄが１２０℃未満およびシェル温度Ｔｃが１３０℃未満であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２に処理を戻す。取り込んだ吐出温度Ｔｄが１２０℃以上であるかあるいは取り込んだシェル温度Ｔｃが１３０℃以上であれば（ＳＴ１８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、保護停止制御を実行して（ＳＴ１９）、処理を終了する。
＜目標吐出温度制御の処理の流れ＞

次に、目標吐出温度制御の処理の流れについて説明する。空調運転が開始されると、ＣＰＵ２１０は、吐出温度Ｔｄと吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓを取り込む（ＳＴ３１）。ＣＰＵ２１０は、吐出温度センサ３３が検出した吐出温度Ｔｄと、吐出圧力センサ３１が検出した吐出圧力Ｐｄと、吸入圧力センサ３２が検出した吸入圧力Ｐｓを、センサ入力部２４０を介して定期的（３０秒毎）に取り込み、取り込んだ吐出温度Ｔｄと吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓを時系列で記憶部２２０に記憶する。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３１で取り込んだ吐出圧力Ｐｄを用いて凝縮温度Ｔｍを求める（ＳＴ３２）。ＣＰＵ２１０は、吐出圧力Ｐｄを定期的に取り込む度に凝縮温度Ｔｍを求め、求めた凝縮温度Ｔｍを時系列で記憶部２２０に記憶する。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３１で取り込んだ吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓを用いて、目標吐出温度Ｔｄｔを求める（ＳＴ３３）。ＣＰＵ２１０は、吐出圧力Ｐｄおよび吸入圧力Ｐｓを定期的に取り込む度に目標吐出温度Ｔｄｔを求め、求めた目標吐出温度Ｔｄｔを時系列で記憶部２２０に記憶する。

次に、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１の制御が温度保護制御であるか否かを判断する（ＳＴ３４）。ＣＰＵ２１０は、温度保護制御時に立てられる前述したフラグＦａを参照し、フラグＦａが１であれば圧縮機２１の制御が温度保護制御であると判断し、フラグＦａが０であれば圧縮機２１の制御が通常制御であると判断する。

圧縮機２１の制御が温度保護制御でなければ（ＳＴ３４−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３３で求めた目標吐出温度Ｔｄｔが上限温度Ｔｄｔｕ以上であるか否かを判断する（ＳＴ３５）。前述したように、上限温度Ｔｄｔｕは予め記憶部２２０に記憶されている温度であり、本実施形態では第１温度（＝１０５℃）である。

目標吐出温度Ｔｄｔが上限温度Ｔｄｔｕ以上であれば（ＳＴ３５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、上限温度Ｔｄｔｕを新たな目標吐出温度Ｔｄｔとして（ＳＴ４１）、ＳＴ４２に処理を進める。現在の目標吐出温度Ｔｄｔが上限温度Ｔｄｔｕ以上でなければ（ＳＴ３５−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３３で求めた目標吐出温度Ｔｄｔに加算温度Ｔｄｔａ（本実施形態では、５℃）を加えた温度を新たな目標吐出温度Ｔｄｔとして（ＳＴ４１）、ＳＴ４２に処理を進める。

ＳＴ３４において圧縮機２１の制御が温度保護制御であれば（ＳＴ３４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３１で取り込んだ凝縮温度Ｔｍを用いて下限温度Ｔｄｔｌを求める（ＳＴ３７）。次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３３で求めた目標吐出温度ＴｄｔがＳＴ３７で求めた下限温度Ｔｄｔｌ以下であるか否かを判断する（ＳＴ３８）。

目標吐出温度Ｔｄｔが下限温度Ｔｄｔｌ以下であれば（ＳＴ３８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、下限温度Ｔｄｔｌを新たな目標吐出温度Ｔｄｔとして（ＳＴ３９）、ＳＴ４２に処理を進める。目標吐出温度Ｔｄｔが下限温度Ｔｄｔｌ以下でなければ（ＳＴ３８−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３３で求めた目標吐出温度Ｔｄｔから減算温度Ｔｄｔｒ（本実施形態では、５℃）を減じた温度を新たな目標吐出温度Ｔｄｔとして（ＳＴ４０）、ＳＴ４２に処理を進める。

ＳＴ３６、および、ＳＴ３９〜ＳＴ４１のうちのいずれかの処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ３１で取り込んだ吐出温度Ｔｄが上記各ステップで求めた目標吐出温度Ｔｄｔとなるように、室外膨張弁２４の開度を調整する（ＳＴ４２）。前述したように、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔより低い場合は、室外膨張弁２４の開度が現在の開度より小さくされる。一方、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｄｔより高い場合は、室外膨張弁２４の開度が現在の開度より大きくされる。

次に、ＣＰＵ２１０は、使用者による運転停止指示があるか否かを判断する（ＳＴ４３）。使用者による運転停止指示があれば（ＳＴ４３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、目標吐出温度制御を終了する。使用者による運転停止指示がなければ（ＳＴ４３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３１に処理を戻して目標吐出温度制御を継続する。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、目標吐出温度制御と温度保護制御が同時に実行されているときは、目標吐出温度Ｔｄｔを徐々に低下させることで室外膨張弁２４の開度が小さくなることを抑制する。また、圧縮機２１の制御が温度保護制御から通常制御へと移行したときは、目標吐出温度Ｔｄｔを徐々に上昇させることで室外膨張弁２４の開度が急激に小さくなることを防ぐ。従って、室外膨張弁２４の開度に起因した急激な吐出温度Ｔｄの上昇を抑制でき、再び圧縮機２１の制御が温度保護制御となることや、吐出温度Ｔｄが第２温度以上の温度となって圧縮機２１が保護停止することを防ぐことができる。

尚、以上説明した実施形態では、室外機２に室外膨張弁２４を、室内機５ａ〜５ｃに室内膨張弁５２ａ〜５２ｃをそれぞれ有し、目標吐出温度制御では室外膨張弁２４の開度を調整する空気調和装置１を例に挙げて説明した。しかし、これに限られるものではなく、冷媒回路に膨張弁を１個（室内機が複数台存在する場合は、室内機の台数と同じ数）有し、この膨張弁の開度を調整して目標吐出温度制御を行ってもよい。

１ 空気調和装置
２ 室外機
２１ 圧縮機
５ａ〜５ｃ 室内機
３１ 吐出圧力センサ
３２ 吸入圧力センサ
３３ 吐出温度センサ
３７ シェル温度センサ
５ａ〜５ｃ 室内機
１００ 冷媒回路
２００ 室外機制御部
２１０ ＣＰＵ
２２０ 記憶部
２４０ センサ入力部
３００ 圧縮機温度−回転数相関図
Ｔｄ 吐出温度
Ｔｄｔ 目標吐出温度
Ｔｄｔｕ 上限温度
Ｔｄｔｌ 下限温度
Ｔｄｔａ 加算温度
Ｔｄｔｒ 減算温度
Ｔｍ 凝縮温度
Ｔｃ シェル温度
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力

Claims (4)

1. 圧縮機と、膨張弁と、前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、同吐出温度検出手段で検出した前記吐出温度に基づいて前記圧縮機の制御および前記膨張弁の開度を調整する制御手段を有する空気調和装置であって、
   前記制御手段は、
   前記吐出温度が予め定められた第１温度以上となれば、前記吐出温度が前記第１温度より高い予め定められた第２温度以上にならないように、前記圧縮機の回転数を低下させる温度保護制御を実行するとともに、前記吐出圧力と前記吸入圧力を用いて目標吐出温度を求め、前記吐出温度が前記目標吐出温度となるように前記膨張弁の開度を調整する目標吐出温度制御を実行するものであり、
   前記温度保護制御と前記目標吐出温度制御を同時に実行するとき、前記目標吐出温度制御では、現在の目標吐出温度から第１所定時間毎に予め定められた減算温度を減じた温度を目標吐出温度とし、前記吐出温度が求めた目標吐出温度となるように前記膨張弁の開度を調整する、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記空気調和装置は、室内熱交換器と室外熱交換器を有し、
   前記制御手段は、
   現在の目標吐出温度から第１所定時間毎に予め定められた減算温度を減じた温度を目標吐出温度とするとき、求めた当該目標吐出温度が、凝縮器として機能する前記室内熱交換器あるいは前記室外熱交換器における凝縮温度に基づいて求められる下限温度以下であるときは、同下限温度を目標吐出温度とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御手段は、
   前記温度保護制御を終了した後の前記目標吐出温度制御では、現在の目標吐出温度から第２所定時間毎に予め定められた加算温度を加えた温度を目標吐出温度とし、前記吐出温度が求めた目標吐出温度となるように前記膨張弁の開度を調整する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記制御手段は、
   現在の目標吐出温度に第２所定時間毎に予め定められた加算温度を加えた温度を目標吐出温度とするとき、求めた当該目標吐出温度が前記第１温度以上であるときは、同第１温度を目標吐出温度とする、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の空気調和装置。

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