JP6836421B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関する。

特許文献１に開示されている車両用空調装置が従来技術として知られている。上記車両用空調装置では、ヒートポンプサイクルを構成するコンプレッサが可変速モータにより回転駆動される。コンプレッサは制御装置のインバータ装置により給電される。制御回路はインバータ装置に制御信号を与えて所定の周波数の交流出力を生成させる。また、制御回路は、外気温度センサの検出温度に基づいてコンプレッサの冷媒吐出温度の上限値に相当する上限吐出圧力を計算する。そして、制御回路はコンプレッサの冷媒吐出圧力を検出する圧力センサからの検出圧力が上限吐出圧力を超えているときに、コンプレッサの回転数を所定回転数だけ低下させる。検出圧力が上限吐出圧力以下のときには、コンプレッサの回転数が指令回転数より低い場合に所定回転数だけ上昇させる。

このように、上記車両用空調装置では、圧力センサを用いて、コンプレッサの冷媒吐出温度が上昇することによる過熱防止を図りながら、空調能力の低下を極力抑制している。

特開平８−５８３５７号公報（１９９６年３月５日公開）

ところで、空調装置においてコンプレッサの過熱防止を図るために、特許文献１に開示されている車両用空調装置において用いられているように圧力センサを用いるのではなく、サーミスタを、冷媒が過冷却域（冷媒液温度）になる箇所に取りつけて、これらサーミスタによって検知された温度が所定温度より高くなった場合にコンプレッサの回転数を低下させてもよい。

しかしながら、コンプレッサの立ち上がり時では運転時と比べて、ヒートポンプサイクルの状態が安定していないため、冷媒の状態が過冷却状態にならない。このような場合、冷媒の温度は運転時よりも高い温度になる。このため、コンプレッサの回転数を低下させなくてもよい圧力であるにもかかわらず、サーミスタが所定温度より高い温度を検知するため、コンプレッサの回転数が低下させられる。さらにサーミスタにより検知された温度が上昇すると、コンプレッサは停止する。

このように、サーミスタを用いた制御では、コンプレッサの立ち上がり時において、冷房運転時の場合は冷房機能が低下し、また、暖房運転時の場合は暖房機能が低下するという問題がある。

本発明の一態様は、サーミスタの位置が冷媒の液体状態の温度を検知する位置である場合であっても、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る空気調和機は、コンプレッサから吐出する冷媒の吐出温度を検知する吐出温度検知部と、冷媒の凝縮温度を検知する凝縮温度検知部と、前記凝縮温度が、予め設定された設定温度以上になると、前記コンプレッサの回転数を低下させるように制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低く、かつ、前記コンプレッサの立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、サーミスタの位置が冷媒の液体状態の温度を検知する位置である場合であっても、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

冷房時において、本発明の実施形態１に係る空気調和機の構成を示す概略図である。 暖房時において、上記空気調和機の構成を示す概略図である。 冷凍サイクルのモリエル線図である。 上記空気調和機による処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る空気調和機による処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る空気調和機による処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態４に係る空気調和機による処理の手順を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図１は、冷房時において、本発明の実施形態１に係る空気調和機の構成を示す概略図である。図２は、暖房時において、上記空気調和機の構成を示す概略図である。

（空気調和機１の構成）
空気調和機１は、図１及び図２に示すように、コンプレッサ１０、室外部２０、室内部３０、及び制御部４０を備えている。コンプレッサ１０、室外部２０、室内部３０は互いに冷媒配管により接続されている。図１及び図２に示す矢印は、冷媒が流れる方向を示している。

コンプレッサ１０と室外部２０との間の冷媒配管には、吐出サーミスタｔ１（吐出温度検知部）及び四方弁ｖ３が設けられている。室外部２０と室内部３０との間の冷媒配管には、膨張弁ｅ１、二方弁サーミスタｔ４、及び二方弁ｖ１が設けられている。室内部３０とコンプレッサ１０との間の冷媒配管には、三方弁ｖ２及び四方弁ｖ３が設けられている。このとき、四方弁ｖ３には、コンプレッサ１０と室外部２０との間の冷媒配管と、室内部３０とコンプレッサ１０との間の冷媒配管が通っている。

コンプレッサ１０は制御部４０と接続されている。コンプレッサ１０の回転数は制御部４０により制御される。

室外部２０は、室外熱交換器２１０及び室外ファン２２０を備えている。室外熱交換器２１０は、冷媒配管によりコンプレッサ１０及び室内熱交換器３１０（後述する）と接続されている。室外熱交換器２１０は、冷房時では冷媒を凝縮させる機能を有し、暖房時では冷媒を蒸発させる機能を有する。室外ファン２２０は、制御部４０と電気配線により接続されているモータにより回転する。また、室外ファン２２０は、室外熱交換器２１０の周囲の空気を、室外部２０の外側に送風する。

室内部３０は、室内熱交換器３１０及び室内ファン３２０を備えている。室内熱交換器３１０は、冷媒配管によりコンプレッサ１０及び室外熱交換器２１０と接続されている。室内熱交換器３１０は、冷房時では冷媒を蒸発させる機能を有し、暖房時では冷媒を凝縮させる機能を有する。室内ファン３２０は、制御部４０と電気配線により接続されているモータにより回転する。また、室内ファン３２０は、室内熱交換器３１０の周囲の空気を、室内部３０の外側に送風する。

また、コンプレッサ１０、四方弁ｖ３、室外熱交換器２１０、膨張弁ｅ１、及び室内熱交換器３１０はそれぞれ、冷媒配管により連結されて冷媒回路を形成している。

制御部４０は、ＣＰＵからなり、電気配線によりコンプレッサ１０、室外ファン２２０、及び室内ファン３２０と電気配線によって接続されている。また、制御部４０は、電気配線により吐出サーミスタｔ１、室外熱交サーミスタｔ２（凝縮温度検知部）、外気温サーミスタｔ３、二方弁サーミスタｔ４、室内熱交サーミスタｔ５（凝縮温度検知部）、室温サーミスタｔ６、及びサクションサーミスタｔ７と接続されている。制御部４０は、それらから温度に関する情報を受け取る。

なお、図１に示す空気調和機１は、例えば、一体型空気調和機またはウインドウ型空気調和機の筐体内部に、コンプレッサ１０、室外部２０、室内部３０、及び制御部４０が収納される構造であってもよい。

また、室外機と室内機とからなるセパレート型空気調和機において、室外機は、コンプレッサ１０、室外部２０、二方弁ｖ１、三方弁ｖ２、膨張弁ｅ１などを、室外機の筐体内に収納する。室内機は、室内部３０を室内機の筐体内に収納し、室外機と室内機とは冷媒配管で接続されている。また、制御部４０は一般的に、室外機の筐体内に収納される室外側制御部と、室内機の筐体内に収納される室内側制御部とが通信線で接続される構成である。

制御部４０は、コンプレッサ１０の回転数を制御し、室外ファン２２０及び室内ファン３２０の回転数を制御する。制御部４０は、コンプレッサ１０の立ち上がり時間を計る。ここで、コンプレッサ１０の立ち上がり時間は、コンプレッサ１０が起動を開始してから、サイクル状態が信頼性に問題がない程度まで安定した状態になるまでの時間を立ち上がり時間とする。サイクル状態が信頼性に問題がない程度まで安定した状態は、適宜実験が行われることで決定される。つまり、コンプレッサ１０の立ち上がり時間は所定時間であり、その所定時間は適宜実験が行われることで決定される。または、適宜実験の結果を元に、サーミスタの各部の温度変化に基づいてサイクル状態が安定したと判断してもよい。

具体的には、制御部４０は、コンプレッサ１０のオイル循環の確認試験、及びコンプレッサ１０の駆動部の耐久試験等で決定した所定の立ち上がり時間の間、コンプレッサ１０の立ち上がり状態であると判断する。この立ち上がり時間には、室外部２０が運転している時間が含まれている。

また、コンプレッサ１０が一度起動した後、空調運転が行われ、室内温度が設定室内温度近傍に達し、コンプレッサ１０が停止（サーモオフ）する場合を考える。コンプレッサ１０が停止した後、室内温度と設定室内温度との差が所定値よりも大きくなるとコンプレッサ１０が再起動（サーモオン）するときにも立ち上がり時間が必要になる。このときの立ち上がり時間は、リモコン等でコンプレッサ１０を起動する場合の立ち上がり時間とは異なってもいてもよく、リモコン等でコンプレッサ１０を起動する場合よりも短いことが望ましい。

吐出サーミスタｔ１は、コンプレッサ１０の吐出部分付近の冷媒配管に設けられている。吐出サーミスタｔ１は、コンプレッサ１０から吐出する冷媒の吐出温度を検知する。

室外熱交サーミスタｔ２は、室外熱交換器２１０内の冷媒配管において、室外部２０に向かう側の出口付近に設けられている。室外熱交サーミスタｔ２は、室外熱交換器２１０内を通る冷媒の温度を検知する。室外熱交サーミスタｔ２は、冷房時では冷媒の凝縮温度を検知し、暖房時では冷媒の蒸発温度を検知する。

外気温サーミスタｔ３は、室外部２０に設けられており、室外熱交換器２１０の周囲温度を検知する。外気温サーミスタｔ３は、室外熱交換器２１０の周囲温度を検知することができれば、室外部２０のどこに設けられていてもよいが、室外熱交換器２１０から３〜１０ｍｍ離れた場所に設けられることが望ましい。

二方弁サーミスタｔ４は、二方弁ｖ１と膨張弁ｅ１との間の冷媒配管に設けられている。二方弁サーミスタｔ４は、二方弁ｖ１と膨張弁ｅ１との間の冷媒配管内の冷媒の温度を検知する。

室内熱交サーミスタｔ５は、室内熱交換器３１０内の冷媒配管の中央部分に設けられている。室内熱交サーミスタｔ５は、室内熱交換器３１０内を通る冷媒の温度を検知する。室内熱交サーミスタｔ５は、冷房時では冷媒の蒸発温度を検知し、暖房時では冷媒の凝縮温度を検知する。

室温サーミスタｔ６は、室内部３０に設けられており、室内熱交換器３１０の周囲温度を検知する。室温サーミスタｔ６は、室内熱交換器３１０の周囲温度を検知することができれば、室内部３０のどこに設けられていてもよいが、室内熱交換器３１０から３〜１０ｍｍ離れた場所に設けられることが望ましい。

サクションサーミスタｔ７は、コンプレッサ１０の流入部分付近の冷媒配管に設けられている。サクションサーミスタｔ７は、コンプレッサ１０に流入する冷媒の流入温度を検知する。

膨張弁ｅ１は、室外部２０と二方弁サーミスタｔ４との間の冷媒配管に設けられている。膨張弁ｅ１は、冷房時では室外部２０からの高圧の冷媒を低圧の冷媒に降圧させ、暖房時では室内部３０からの高圧の冷媒を低圧の冷媒に降圧させる。

二方弁ｖ１は、室内部３０と二方弁サーミスタｔ４との間の冷媒配管に設けられている。二方弁ｖ１は、冷媒配管の通路の開閉を行い、冷媒が通過するようにしたり、冷媒が通過できないようにしたりするものである。

三方弁ｖ２は、室内部３０と四方弁ｖ３との間の冷媒配管に設けられている。三方弁ｖ２は、冷媒配管の通路の開閉を行うことで冷媒が通過することができるようにしたり、その通路を２つに分かれるようにして冷媒の圧力を測定することができるようにしたものである。

四方弁ｖ３は、図１及び図２に示すように、冷媒配管の通路の切り替えを行うものである。具体的には、四方弁ｖ３は、コンプレッサ１０からの冷媒が室外熱交換器２１０に向かっている状態と、コンプレッサ１０からの冷媒が室内熱交換器３１０に向かっている状態とを切り替えることができる。

（冷凍サイクルについて）
次に、冷凍サイクルについて図１〜図３に基づいて説明する。図３は、冷凍サイクルのモリエル線図である。

冷房時では、図１に示すように、冷媒はまずコンプレッサ１０から吐出され、室外熱交換器２１０を通過した後、膨張弁ｅ１を経て、室内熱交換器３１０を通過し、コンプレッサ１０に流入される。このときの冷媒の状態を図３に基づいて説明する。図３では、右方向はエンタルピーｈ（ｋＪ／ｋｇ）を示しており、上方向は圧力Ｐ（ＭＰａ）を示している。曲線５０は冷媒の飽和曲線である。

図３に示すように、線６０において、曲線５０の右側の線より右側は、冷媒が気体であることを示しており、曲線５０の左側の線より左側は、冷媒が液体であることを示している。線６０において、曲線５０の内側は、冷媒が気体と液体からなる二相状態であることを示している。

まず、コンプレッサ１０内で、冷媒は、ポイント６１０からポイント６２０まで加圧され、室外熱交換器２１０に吐出される。次に、室外熱交換器２１０内で、冷媒は、ポイント６２０からポイント６３０まで状態変化（等圧での状態変化であり、気体から二相状態を経て液体となる。）し、膨張弁ｅ１に流入する。

続いて、膨張弁ｅ１内で、冷媒は、ポイント６３０からポイント６４０まで状態変化（減圧により液体から二相状態に変化する、または液体のまま減圧される。）し、室内熱交換器３１０に流入する。そして、室内熱交換器３１０内で、冷媒は、ポイント６４０からポイント６１０まで状態変化（等圧での状態変化であり、液体または二相状態から気体に変化する。）し、コンプレッサ１０に流入する。

暖房時では、図２に示すように、冷媒はまずコンプレッサ１０から吐出され、室内熱交換器３１０を通過した後、膨張弁ｅ１を経て、室外熱交換器２１０を通過し、コンプレッサ１０に流入される。このときの冷媒の状態を、上記冷房時と同様に、図３に基づいて説明する。

まず、コンプレッサ１０内で、冷媒は、ポイント６１０からポイント６２０まで加圧され、室内熱交換器３１０に流入する。次に、室内熱交換器３１０内で、冷媒は、ポイント６２０からポイント６０３まで状態変化（等圧での状態変化であり、気体から二相状態を経て液体となる。）し、膨張弁ｅ１に流入する。

続いて、膨張弁ｅ１内で、冷媒は、ポイント６３０からポイント６４０まで状態変化（減圧により液体から二相状態に変化する、または液体のまま減圧される。）し、室外熱交換器２１０に吐出される。そして、室外熱交換器２１０内で、冷媒は、ポイント６４０からポイント６１０まで状態変化（等圧での状態変化であり、液体または二相状態から気体に変化する。）し、コンプレッサ１０に流入する。

（空気調和機１による処理の手順）
次に、空気調和機１による処理の手順を図４に基づいて説明する。図４は、空気調和機１による処理の手順を示すフローチャートである。

まず、吐出サーミスタｔ１は、コンプレッサ１０の吐出温度を検知する（ステップＳ１１０）。具体的には、吐出サーミスタｔ１は、コンプレッサ１０から吐出する冷媒の温度を検知する。吐出サーミスタｔ１は、吐出温度の検知結果を制御部４０に出力する。制御部４０は吐出温度を認識する。

次に、室外熱交サーミスタｔ２または室内熱交サーミスタｔ５は、冷媒の凝縮温度を検知する（ステップＳ１２０）。具体的には、冷房時では、室外熱交サーミスタｔ２が冷媒の凝縮温度を検知し、暖房時では、室内熱交サーミスタｔ５が冷媒の凝縮温度を検知する。室外熱交サーミスタｔ２または室内熱交サーミスタｔ５は、凝縮温度の検知結果を制御部４０に出力する。制御部４０は、冷媒の凝縮温度を認識する。

制御部４０は、吐出温度及び凝縮温度を認識しながら、コンプレッサ１０の立ち上がり時間が所定時間以内であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。このとき、制御部４０は、コンプレッサ１０の立ち上がり時間が３〜７分以内であるか否かを判定することが望ましい。コンプレッサ１０の立ち上がり時間が所定時間より長い場合（ステップＳ１３０でＮＯの場合）、ステップＳ１６０の処理に移る。

コンプレッサ１０の立ち上がり時間が所定時間以内である場合（ステップＳ１３０でＹＥＳの場合）、制御部４０は、吐出温度から凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低いか否かを判定する（ステップＳ１４０）。この所定閾値は適宜実験が行われることで、決定される。吐出温度から凝縮温度を差し引いた値が所定閾値以上である場合（ステップＳ１４０でＮＯの場合）、ステップＳ１６０の処理に移る。

吐出温度から凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低い場合（ステップＳ１４０でＹＥＳの場合）、制御部４０は、設定温度を所定の温度だけ上げる（ステップＳ１５０）。この所定の温度は、５〜１５度に設定されることが望ましい。また、冷房時に凝縮温度を検知する室外熱交サーミスタｔ２（暖房時では室内熱交サーミスタｔ５）が取り付けられる箇所が、冷媒の温度が過冷却になる箇所に取り付けられている。この設定温度は、過冷却になる冷媒の温度を基準に決定される。

次に、制御部４０は、冷媒の凝縮温度が設定温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。この設定温度は適宜実験が行われることで、決定される。冷媒の凝縮温度が設定温度より低い場合（ステップＳ１６０でＮＯの場合）、ステップＳ１１０の処理に戻る。

冷媒の凝縮温度が設定温度以上である場合（ステップＳ１６０でＹＥＳの場合）、制御部４０は、コンプレッサ１０の回転数を所定回転数だけ低下させる（ステップＳ１７０）。この所定回転数は適宜実験が行われることで、決定される。また、このとき、コンプレッサ１０の回転数を所定回転数だけ低下させるのではなく、室外ファン２２０または室内ファン３２０の回転数を所定回転数だけ上げたり、膨張弁ｅ１の開度を所定開度だけ大きくしたりしてもよい。この所定回転数及び所定開度も、適宜実験が行わせることで、決定される。また、コンプレッサ１０の回転数を下げる制御、室外ファン２２０または室内ファン３２０の回転数を上げる制御、及び膨張弁ｅ１の開度を大きくする制御を組み合わせてもよい。

以上により、空気調和機１は、コンプレッサ１０の立ち上がり時において、コンプレッサ１０の吐出温度及び冷媒の凝縮温度を検知しながら、コンプレッサ１０の回転数を下げることで、コンプレッサ１０の圧力を下げる制御を行う。これにより、コンプレッサ１０の安全性を確保しながら、コンプレッサ１０の立ち上がり性能を向上させることができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（空気調和機２による処理の手順）
次に、空気調和機２による処理の手順を図５に基づいて説明する。図５は、本発明の実施形態２に係る空気調和機２による処理の手順を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、冷媒の飽和温度からの温度上昇を示す過熱度（以下、スーパーヒート）を用いた処理について説明する。ここで、スーパーヒートは、コンプレッサ１０の吸入ガス温度から冷媒の蒸発温度を引いた値、またはコンプレッサ１０の吐出ガス温度から冷媒の凝縮温度を引いた値である。具体的には、図１または２のサクションサーミスタｔ７が検知するコンプレッサ１０への冷媒の流入温度から室外熱交サーミスタｔ２または室内熱交サーミスタｔ５が検知する冷媒の蒸発温度を引いた値をスーパーヒートとする。

まず、ステップＳ１１０からステップＳ１３０の処理は、実施形態１で説明された空気調和機１による処理と同様である。ただし、ステップＳ１１０の処理では、吐出サーミスタｔ１がコンプレッサ１０の吐出温度を検知すると同時に、サクションサーミスタｔ７がコンプレッサ１０の流入温度を検知してもよい。

ステップＳ１２０の処理では、冷房時において室外熱交サーミスタｔ２が冷媒の凝縮温度を検知すると同時に、室内熱交サーミスタｔ５が冷媒の蒸発温度を検知してもよい。また、暖房時において室内熱交サーミスタｔ５が冷媒の凝縮温度を検知すると同時に、室外熱交サーミスタｔ２が冷媒の蒸発温度を検知してもよい。

ステップＳ１３０の処理の後、制御部４０は、目標スーパーヒートから動作中のスーパーヒートを差し引いた値が所定閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２１０）。具体的には、目標スーパーヒートとは、予め設定された値であり、コンプレッサ１０の吐出温度から冷媒の凝縮温度を差し引いた値、またはコンプレッサ１０の流入温度から冷媒の蒸発温度を差し引いた値である。動作中のスーパーヒートとは、空気調和機２が動作中の状態において、コンプレッサ１０の吐出温度から冷媒の凝縮温度を差し引いた値、またはコンプレッサ１０の流入温度から冷媒の蒸発温度を差し引いた値である。目標スーパーヒートから動作中のスーパーヒートを差し引いた値が所定閾値以下である場合（ステップＳ２１０にてＮＯの場合）、ステップＳ１６０の処理に移る。目標スーパーヒートから動作中のスーパーヒートを差し引いた値が所定閾値より大きい場合（ステップＳ２１０にてＹＥＳの場合）、ステップＳ１５０の処理に移る。ステップＳ１５０からステップＳ１７０の処理は、実施形態１で説明された空気調和機１による処理と同様である。なお、ステップＳ２１０の所定閾値は、ステップＳ１４０の所定閾値と同一であってもよく、異なっていてもよい。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（空気調和機３による処理の手順）
次に、空気調和機３による処理の手順を図６に基づいて説明する。図６は、本発明の実施形態３に係る空気調和機による処理の手順を示すフローチャートである。

（冷房時）
冷房時の空気調和機３による処理の手順を図６の（ａ）を参照しながら以下に説明する。

まず、外気温サーミスタｔ３は、室外熱交換器２１０の周囲温度を検知する（ステップＳ３１０）。具体的には、外気温サーミスタｔ３は、室外部２０（室外熱交換器２１０）の周囲の空気温度を検知する。外気温サーミスタｔ３は、周囲温度の検知結果を制御部４０に出力する。制御部４０は、室外部２０（室外熱交換器２１０）の周囲温度を認識する。

次に、室外熱交サーミスタｔ２は、室外熱交換器２１０内部の冷媒の温度を検知する（ステップＳ３２０）。具体的には、室外熱交サーミスタｔ２は、室外熱交換器２１０内の冷媒配管を通過する冷媒の温度を検知する、または、室外熱交換器２１０の冷媒配管表面の温度を検知し冷媒の温度を推測する。具体的には、室外熱交換器２１０の冷媒配管に室外熱交サーミスタｔ２を取りつけ、室外熱交サーミスタｔ２の検知温度は冷媒の温度と同じであると判断する。室外熱交サーミスタｔ２は、冷媒の温度の検知結果を制御部４０に出力する。制御部４０は、室外熱交換器２１０内部の冷媒の温度を認識する。

制御部４０は、室外熱交換器２１０の周囲温度、及び室外熱交換器２１０内部の冷媒の温度を認識しながら、コンプレッサ１０の立ち上がり時であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。

コンプレッサ１０の立ち上がり時でない場合（ステップＳ３３０でＮＯの場合）、再度ステップＳ３１０の処理を行う。コンプレッサ１０の立ち上がり時である場合（ステップＳ３３０にてＹＥＳの場合）、制御部４０は、室外熱交換器２１０の周囲温度から室外熱交換器２１０内部の冷媒の温度を差し引いた値が第２所定閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３４０）。第２所定閾値とは、適宜実験が行われることで、決定される値である。室外熱交換器２１０の周囲温度から室外熱交換器２１０内部の冷媒の温度を差し引いた値が第２所定閾値以下である場合（ステップＳ３４０にてＮＯの場合）、再度ステップＳ３１０の処理を行う。

室外熱交換器２１０の周囲温度から室外熱交換器２１０内部の冷媒の温度を差し引いた値が第２所定閾値より大きい場合（ステップＳ３４０にてＹＥＳの場合）、制御部４０は、ステップＳ１５０の処理を行う。ステップＳ１５０〜ステップＳ１７０の処理は、実施形態１で説明された空気調和機１による処理と同様である。

（暖房時）
暖房時の空気調和機３による処理の手順を図６の（ｂ）を参照しながら以下に説明する。

まず、室温サーミスタｔ６は、室内熱交換器３１０の周囲温度を検知する（ステップＳ３５０）。具体的には、室温サーミスタｔ６は、室内部３０（室内熱交換器３１０）の周囲の空気温度を検知する。室温サーミスタｔ６は、周囲温度の検知結果を制御部４０に出力する。制御部４０は、室内部３０（室内熱交換器３１０）の周囲温度を認識する。

次に、室内熱交サーミスタｔ５は、室内熱交換器３１０内部の冷媒の温度を検知する（ステップＳ３６０）。具体的には、室内熱交サーミスタｔ５は、室内熱交換器３１０内の冷媒配管を通過する冷媒の温度を検知する、または、室内熱交換器３１０の冷媒配管表面の温度を検知し冷媒の温度を推測する。具体的には、室内熱交換器３１０の冷媒配管に室内熱交サーミスタｔ５を取りつけ、室内熱交サーミスタｔ５の検知温度は冷媒の温度と同じであると判断する。室内熱交サーミスタｔ５は、冷媒の温度の検知結果を制御部４０に出力する。制御部４０は、室内熱交換器３１０内部の冷媒の温度を認識しながら、コンプレッサ１０の立ち上がり時であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。

コンプレッサ１０の立ち上がり時でない場合（ステップＳ３３０でＮＯの場合）、再度ステップＳ３５０の処理を行う。コンプレッサ１０の立ち上がり時である場合（ステップＳ３３０にてＹＥＳの場合）、制御部４０は、室内熱交換器３１０の周囲温度から室内熱交換器３１０内部の冷媒の温度を差し引いた値が第３所定閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３７０）。第３所定閾値とは、適宜実験が行われることで、決定される値である。室内熱交換器３１０の周囲温度から室内熱交換器３１０内部の冷媒の温度を差し引いた値が第３所定閾値以下である場合（ステップＳ３７０にてＮＯの場合）、再度ステップＳ３５０の処理を行う。

室内熱交換器３１０の周囲温度から室内熱交換器３１０内部の冷媒の温度を差し引いた値が第３所定閾値より大きい場合（ステップＳ３７０にてＹＥＳの場合）、制御部４０は、ステップＳ１５０の処理を行う。ステップＳ１５０〜ステップＳ１７０の処理は、実施形態１で説明された空気調和機１による処理と同様である。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（空気調和機４による処理の手順）
次に、空気調和機４による処理の手順を図７に基づいて説明する。本発明の実施形態４に係る空気調和機による処理の手順を示すフローチャートである。

（冷房時）
冷房時の空気調和機４による処理の手順を図７の（ａ）を参照しながら以下に説明する。

まず、ステップＳ３１０の処理を行う。ステップＳ３１０の処理の後は、ステップＳ３３０の処理を行う。ステップＳ３１０及びステップＳ３３０の処理は、空気調和機３による処理と同様である。

ステップＳ３３０の処理の後、制御部４０は、室外熱交換器２１０の周囲温度が第１所定温度より大きいか否かを判定する（ステップＳ４１０）。第１所定温度とは、適宜実験が行われることで、決定される値である。また、第１所定温度は４０±５度であることが望ましい。

室外熱交換器２１０の周囲温度が第１所定温度以下である場合（ステップＳ４１０にてＮＯの場合）、再度ステップＳ３１０の処理を行う。室外熱交換器２１０の周囲温度が第１所定温度より大きい場合（ステップＳ４１０にてＹＥＳの場合）、制御部４０は、室外ファン２２０の回転数を第１所定回転数より大きくする（ステップＳ４２０）。第１所定回転数とは、適宜実験が行われることで、決定される値である。また、第１所定回転数の数値は、室外ファン２２０の最大回転数の数値に０．８を掛けた数値であることが望ましい。第１所定回転数は、安定時の室外ファン２２０の回転数より大きい。

（暖房時）
暖房時の空気調和機４による処理の手順を図７の（ｂ）を参照しながら以下に説明する。

まず、ステップＳ３５０の処理を行う。ステップＳ３５０の処理の後は、ステップＳ３３０の処理を行う。ステップＳ３５０及びステップＳ３３０の処理は、空気調和機３による処理と同様である。

ステップＳ３３０の処理の後、制御部４０は、室内熱交換器３１０の周囲温度が第２所定温度より大きいか否かを判定する（ステップＳ４３０）。第２所定温度とは、適宜実験が行われることで、決定される値である。また、第２所定温度は３２±２度であることが望ましい。

室内熱交換器３１０の周囲温度が第１所定温度以下である場合（ステップＳ４３０にてＮＯの場合）、再度ステップＳ３５０の処理を行う。室内熱交換器３１０の周囲温度が第２所定温度より大きい場合（ステップＳ４３０にてＹＥＳの場合）、制御部４０は、室内ファン３２０の回転数を第２所定回転数より大きくする（ステップＳ４４０）。第２所定回転数とは、適宜実験が行われることで、決定される値である。また、第２所定回転数の数値は、室内ファン３２０の最大回転数の数値に０．８を掛けた数値であることが望ましい。第２所定回転数は、安定時の室内ファン３２０の回転数より大きい。なお、空気調和機４で行われる処理は、空気調和機１〜３で行われる処理と合わせて行われてもよい。

以上により、例えば、冷房運転時、空気調和機４は、室外熱交換器２１０の周囲温度が第１所定温度より大きい場合、室外ファン２２０の回転数を上げる。室外ファン２２０の回転数を上げ、室外熱交換器２１０を流れる冷媒温度を下げることで、冷媒圧力が下がり、コンプレッサ１０を停止しにくくさせる。これにより、コンプレッサ１０が停止しにくくなったため、コンプレッサ１０が過熱状態であるときの制御において、コンプレッサ１０の回転数を下げる（大きく下げる）必要がなくなる。よって、室外熱交サーミスタｔ２が冷媒の二相状態の温度ではなく液体の状態の温度を検知したとしても、コンプレッサ１０の立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る空気調和機は、コンプレッサ１０から吐出する冷媒の吐出温度を検知する吐出温度検知部（吐出サーミスタｔ１）と、冷媒の凝縮温度を検知する凝縮温度検知部（室外熱交サーミスタｔ２）と、前記凝縮温度が、予め設定された設定温度以上になると、前記コンプレッサ１０の回転数を低下させるように制御する制御部４０とを備え、前記制御部４０は、前記吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低く、かつ、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げることを特徴としている。

上記の構成によれば、制御部が、前記吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低く、かつ、前記コンプレッサの立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げる。これにより、コンプレッサが高負荷でない場合、コンプレッサの回転数を上げ、コンプレッサが高負荷である場合、コンプレッサの回転数を下げることができる。また、例えば、凝縮温度検知部（凝縮温度を検知するサーミスタ）の位置が冷媒の液体状態の温度を検知する位置にあったとしても、コンプレッサの過負荷を防止することができる。具体的には、凝縮温度検知部の位置が冷媒の液体状態の温度を検知する位置である場合、従来では、冷媒の液体状態の温度を基準に、コンプレッサの回転数を下げる制御を行う設定温度が決定される。また、冷媒の液体状態の温度は凝縮温度より低いため、コンプレッサの立ち上がり時、冷媒が液体状態にはならずに、冷媒の温度が凝縮温度になる。このため、従来では、冷媒の圧力が低いにもかかわらず、コンプレッサの回転数を下げるという問題がある。一方、上記空気調和機では、吐出温度から凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低く、かつ、コンプレッサの立ち上がり時間が所定時間以内である場合、設定温度を所定の温度だけ上げるため、このような問題が起こらない。
以上により、上記空気調和機は、例えばコンプレッサの立ち上がり等の時に、室外熱交サーミスタが想定した冷媒の状態温度以外の状態温度を検知したとしても、コンプレッサの過熱を防止しつつ、コンプレッサの立ち上がり時の冷媒の吐出温度を適切に制御できる。この結果、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の態様２に係る空気調和機は、冷媒の凝縮温度が、予め設定された設定温度以上になると、コンプレッサ１０の回転数を低下させるように制御する制御部４０を備え、前記制御部４０は、予め設定された目標スーパーヒートから動作中のスーパーヒートを差し引いた値が所定閾値より大きく、かつ、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げることを特徴としている。

上記構成によれば、制御部が、予め設定された目標スーパーヒートから動作中のスーパーヒートを差し引いた値が所定閾値より大きく、かつ、前記コンプレッサの立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げる。これにより、コンプレッサが高負荷でない場合、コンプレッサの回転数を上げ、コンプレッサが高負荷である場合、コンプレッサの回転数を下げることができる。また、コンプレッサの過熱を防止することができるので、コンプレッサの立ち上がり時の冷媒の吐出温度を適切に制御でき、この結果、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の態様３に係る空気調和機は、上記態様２において、前記スーパーヒートは、前記コンプレッサ１０から吐出する冷媒の吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値、または前記コンプレッサ１０の流入温度から前記冷媒の蒸発温度を差し引いた値であってもよい。

上記構成によれば、スーパーヒートは、前記コンプレッサ１０から吐出する冷媒の吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値、または前記コンプレッサ１０の流入温度から前記冷媒の蒸発温度を差し引いた値である。これにより、コンプレッサが高負荷でない場合、コンプレッサの回転数を上げ、コンプレッサが高負荷である場合、コンプレッサの回転数を下げることができる。また、コンプレッサの過熱を防止することができるので、コンプレッサの立ち上がり時の冷媒の吐出温度を適切に制御でき、この結果、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の態様４に係る空気調和機は、上記態様１〜３の何れか１態様において、室外ファン２２０を有する室外部２０と、室内ファン３２０を有する室内部３０とをさらに備え、前記制御部４０は、冷房運転時、前記室外部２０の周囲温度が第１所定温度より大きい場合、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時は、前記室外ファン２２０の回転数を第１所定回転数より大きくし、暖房運転時、前記室内部３０の周囲温度が第２所定温度より大きい場合、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時は、前記室内ファン３２０の回転数を第２所定回転数より大きくしてもよい。

上記構成によれば、前記制御部は、冷房運転時、前記室外部の周囲温度が第１所定温度より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記室外ファンの回転数を第１所定回転数より大きくし、暖房運転時、前記室内部の周囲温度が第２所定温度より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記室内ファンの回転数を第２所定回転数より大きくすることで、コンプレッサの負荷を低減することができる。これにより、コンプレッサの過負荷を防止することができる。この結果、例えば、室外部の周囲温度が第１所定温度より大きい温度である場合、コンプレッサの回転数を下げる（大きく下げる）必要がなくなる。よって、例えば室外熱交サーミスタが冷媒の二相状態の温度ではなく液体の状態の温度を検知したとしても、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の態様５に係る空気調和機は、態様１から３の何れか１態様において、室外ファン２２０と、室外熱交換器２１０とを有する室外部２０と、室内ファン３２０と、室内熱交換器３１０とを有する室内部３０とをさらに備え、前記制御部４０は、冷房運転時、前記室外部２０の周囲温度から前記室外熱交換器２１０内部の前記冷媒の温度を差し引いた値が第２所定閾値より大きい場合、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時は、前記設定温度を上げ、暖房運転時、前記室内部３０の周囲温度から前記室内熱交換器３１０内部の前記冷媒の温度を差し引いた値が第３所定閾値より大きい場合、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時は、前記設定温度を所定の温度だけ上げてもよい。

上記構成によれば、前記制御部は、冷房運転時、前記室外熱交換器の周囲温度から前記室外熱交換器内部の前記冷媒の温度を差し引いた値が第２所定閾値より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記設定温度を上げ、暖房運転時、前記室内熱交換器の周囲温度から前記室内熱交換器内部の前記冷媒の温度を差し引いた値が第３所定閾値より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記設定温度を所定の温度だけ上げる。これにより、コンプレッサが高負荷でない場合、コンプレッサの回転数を上げ、コンプレッサが高負荷である場合、コンプレッサの回転数を下げることができる。また、コンプレッサの過熱を防止することができるので、コンプレッサの立ち上がり時の冷媒の吐出温度を適切に制御でき、この結果、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の態様６に係る空気調和機は、冷媒の凝縮温度が、予め設定された設定温度以上になると、コンプレッサ１０の回転数を所定回転数だけ低下させるように制御する制御部４０と、室外ファン２２０を有する室外部２０と、室内ファン３２０を有する室内部３０とを備え、前記制御部４０は、冷房運転時、前記室外部２０の周囲温度が第１所定温度より大きい場合、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時は、前記室外ファン２２０の回転数を第１所定回転数より大きくし、暖房運転時、前記室内部３０の周囲温度が第２所定温度より大きい場合、前記コンプレッサ１０の立ち上がり時は、前記室内ファン３２０の回転数を第２所定回転数より大きくすることを特徴としている。

上記構成によれば、前記制御部は、冷房運転時、前記室外熱交換器の周囲温度が第１所定温度より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記室外ファンの回転数を第１所定回転数より大きくし、暖房運転時、前記室内熱交換器の周囲温度が第２所定温度より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記室内ファンの回転数を第２所定回転数より大きくする。これにより、コンプレッサが高負荷でない場合、コンプレッサの回転数を上げ、コンプレッサが高負荷である場合、コンプレッサの回転数を下げることができる。また、コンプレッサの過熱を防止することができるので、コンプレッサの立ち上がり時の冷媒の吐出温度を適切に制御でき、この結果、コンプレッサの立ち上がり時の冷房機能及び暖房機能の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１、２、３、４ 空気調和機
１０ コンプレッサ
２０ 室外部
３０ 室内部
４０ 制御部
２１０ 室外熱交換器
２２０ 室外ファン
３１０ 室内熱交換器
３２０ 室内ファン
ｔ１ 吐出サーミスタ（吐出温度検知部）
ｔ２ 室外熱交サーミスタ（凝縮温度検知部）
ｔ３ 外気温サーミスタ
ｔ４ 二方弁サーミスタ
ｔ５ 室内熱交サーミスタ（凝縮温度検知部）
ｔ６ 室温サーミスタ
ｔ７ サクションサーミスタ
ｅ１ 膨張弁
ｖ１ 二方弁
ｖ２ 三方弁
ｖ３ 四方弁

Claims (5)

1. コンプレッサから吐出する冷媒の吐出温度を検知する吐出温度検知部と、
   冷媒の凝縮温度を検知する凝縮温度検知部と、
   前記凝縮温度が、予め設定された設定温度以上になると、前記コンプレッサの回転数を低下させるように制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値が所定閾値より低く、かつ、前記コンプレッサの立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げることを特徴とする空気調和機。
2. 冷媒の凝縮温度が、予め設定された設定温度以上になると、コンプレッサの回転数を低下させるように制御する制御部を備え、
   前記制御部は、予め設定された目標スーパーヒートから動作中のスーパーヒートを差し引いた値が所定閾値より大きく、かつ、前記コンプレッサの立ち上がり時間が所定時間以内である場合、前記設定温度を所定の温度だけ上げることを特徴とする空気調和機。
3. 前記スーパーヒートは、前記コンプレッサから吐出する冷媒の吐出温度から前記凝縮温度を差し引いた値、または前記コンプレッサへの流入温度から前記冷媒の蒸発温度を差し引いた値であることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 室外ファンを有する室外部と、
   室内ファンを有する室内部とをさらに備え、
   前記制御部は、
   冷房運転時、前記室外部の周囲温度が第１所定温度より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記室外ファンの回転数を第１所定回転数より大きくし、
   暖房運転時、前記室内部の周囲温度が第２所定温度より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記室内ファンの回転数を第２所定回転数より大きくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 室外ファンと、室外熱交換器とを有する室外部と、
   室内ファンと、室内熱交換器とを有する室内部とをさらに備え、
   前記制御部は、
   冷房運転時、前記室外部の周囲温度から前記室外熱交換器内部の前記冷媒の温度を差し引いた値が第２所定閾値より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記設定温度を上げ、
   暖房運転時、前記室内部の周囲温度から前記室内熱交換器内部の前記冷媒の温度を差し引いた値が第３所定閾値より大きい場合、前記コンプレッサの立ち上がり時は、前記設定温度を所定の温度だけ上げることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。

Images