JP7378627B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本開示は、膨張弁を有する空気調和装置に関する。

空気調和装置においては、例えば、特許文献１に記載されるように、室外機の冷媒配管及び室内機の冷媒配管が延長配管により接続され、冷媒回路が構成されている。延長配管は、室外機又は室内機を現地に設置する据え付け作業時、接続方法として溶接を用いて室外機又は室内機の冷媒配管と接続される。

国際公開第２０１９／０３０８８５号

特許文献１に記載された空気調和装置などの据え付け作業において、延長配管と冷媒配管とが溶接される際、冷媒回路を構成する延長配管又は冷媒配管の内部に異物が混入してしまうことがある。冷媒回路の内部に異物が混入すると、冷媒配管に接続されている膨張弁に異物が詰まり、膨張弁が上手く作動しないことがある。膨張弁が上手く作動しないと冷媒流量を適切に調整することができないため、圧縮機が吸い込む冷媒が完全に蒸発せず液状態で圧縮機に戻ってくる液バックという現象が生じてしまう。液バックが生じると、圧縮機において冷媒を正常に圧縮することができず、圧縮機にダメージを与えるとともに空気調和装置の効率が大幅に低下してしまう。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、膨張弁における異物詰まりに起因する液バックを防止することができる空気調和装置を提供することを目的とする。

本開示に係る空気調和装置は、圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が配管により接続された冷媒回路と、前記膨張弁の弁開度を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記膨張弁の弁開度を制御する制御信号を生成する弁開度調整部と、前記膨張弁の下流側の冷媒流量と、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較する流量判定部と、前記弁開度調整部における前記制御信号が、前記膨張弁の弁開度を一定、又は、閉方向に制御する制御信号であって、且つ、前記流量判定部の比較結果において、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上である場合に、前記膨張弁に異物が詰まっていると判断する詰まり判定部と、を有し、前記冷媒回路は、前記室外熱交換器と、前記膨張弁との間を接続している前記配管から分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続された前記配管に合流しており、バイパス膨張弁が設けられたバイパス配管を備え、前記流量判定部は、吸入ガス過熱度と、吸入ガス過熱度閾値とを比較することにより、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量と、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較し、前記詰まり判定部は、前記流量判定部の前記比較結果において、前記吸入ガス過熱度が前記吸入ガス過熱度閾値未満の場合に、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上の場合であると判断する。

本開示に係る空気調和装置によれば、弁開度調整部における制御信号と、流量判定部における比較結果とに基づき、詰まり判定部において、膨張弁における異物詰まりの有無が判断される。このため、早期に異物詰まりへの対応が可能となり、膨張弁の異物詰まりに起因する液バックを防止することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る室内膨張弁の開状態における概略模式図である。 実施の形態１に係る室内膨張弁の閉状態における概略模式図である。 実施の形態１に係る室内膨張弁に異物が詰まった状態を示す概略模式図である。 実施の形態１に係る制御装置の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る異物詰まり解消動作のフローチャートである。 実施の形態１の変形例に係る空気調和装置における、異物詰まり解消動作のフローチャートである。 実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 実施の形態２に係る制御装置機能ブロック図である。

以下、本実施の形態に係る空気調和装置について説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。更に、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
＜空気調和装置１００の構成＞
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。図１において、実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れ方向を示し、破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れ方向を示している。図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機２００と、複数の室内機３００とを有する。室外機２００及び複数の室内機３００の動作は、例えば、制御装置４００により制御されている。

室外機２００と、複数の室内機３００とは、延長配管１０１により接続されている。複数の室内機３００は、室外機２００に接続されている。複数の室内機３００は、互いに並列に接続されている。室外機２００と、複数の室内機３００とを冷媒が循環し、冷媒回路２０が構成されている。冷媒回路２０は、延長配管１０１と、冷媒配管１０２、バイパス配管１０４、第１冷媒配管１０３ａ、第２冷媒配管１０３ｂ、及び、第３冷媒配管１０３ｃを含む配管１０により構成されている。

制御装置４００は、例えば、専用のハードウェア、又は、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵで構成されるものである。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサとも称される。

＜室外機２００の構成＞
室外機２００は、例えば、空調対象空間となる部屋の外部に設置されている。室外機２００は、圧縮機２０１、室外熱交換器２０２、流路切替装置２０４、アキュムレータ２０５、室外膨張弁２０９、冷媒熱交換器２０６、及び、バイパス膨張弁２０７を有する。圧縮機２０１、室外熱交換器２０２、流路切替装置２０４、アキュムレータ２０５、室外膨張弁２０９、及び、冷媒熱交換器２０６は、冷媒配管１０２により互いに接続されている。バイパス膨張弁２０７は、冷媒配管１０２から分岐しているバイパス配管１０４に接続されている。バイパス膨張弁２０７の詳細については後述する。室外機２００は、室外送風機２０３、及び、第１室外冷媒温度センサ２０８も収容している。

圧縮機２０１は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。圧縮機２０１は、例えば、容量制御可能なインバータ圧縮機などで構成されている。圧縮機２０１は、例えば、制御装置４００により制御されている。

室外熱交換器２０２は、例えば、複数のフィンと、複数のチューブとにより構成されたフィンチューブ式熱交換器などである。室外熱交換器２０２は、内部を流通する冷媒と室外空気との間で熱交換するものである。室外熱交換器２０２は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。室外熱交換器２０２は、フィンチューブ式熱交換器に限定するものではなく、プレート型熱交換器などであってもよい。

室外送風機２０３は、室外熱交換器２０２に室外空気を送る機器である。室外送風機２０３は、モータ２０３ａにより回転駆動される。モータ２０３ａは、例えば、制御装置４００により制御されている。

流路切替装置２０４は、冷媒配管１０２を流れる冷媒の流れ方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。流路切替装置２０４には、冷媒配管１０２を介し、圧縮機２０１の吐出側、室外熱交換器２０２、延長配管１０１、及び、アキュムレータ２０５が接続されている。流路切替装置２０４は、例えば、制御装置４００により制御されている。

アキュムレータ２０５は、流路切替装置２０４と、圧縮機２０１の吸入側との間の冷媒回路に設けられている。アキュムレータ２０５は、冷房運転及び暖房運転など、運転態様が変化する際、過渡的に発生する余剰冷媒を蓄える。

冷媒熱交換器２０６は、冷媒配管１０２を流通する冷媒と、冷媒配管１０２から分岐しているバイパス配管１０４を流通する冷媒との間で熱交換を行わせるものである。冷媒熱交換器２０６は、例えば、プレート型熱交換器である。

室外機２００の冷媒配管１０２と延長配管１０１との接続部分には、ストレーナー１０５が設けられている。ストレーナー１０５は、冷媒に混入した異物を捕捉するために設けられている。

＜室内機３００の構成＞
複数の室内機３００は、例えば、空調対象空間となる複数の部屋にそれぞれ配置されている。以下では、複数の室内機３００のうちの１つについて説明する。

室内機３００は、室内熱交換器３０１、及び、室内膨張弁３０３を有する。室内熱交換器３０１、及び、室内膨張弁３０３は、第１冷媒配管１０３ａ、第２冷媒配管１０３ｂ、及び、第３冷媒配管１０３ｃにより構成された冷媒回路２２に接続されている。室内機３００には、室内送風機３０６、第１室内冷媒温度センサ３０４、及び、第２室内冷媒温度センサ３０５も収容されている。

室内熱交換器３０１は、例えば、複数のフィンと、複数のチューブとにより構成されたフィンチューブ式熱交換器などである。室内熱交換器３０１は、第１冷媒配管１０３ａと、第２冷媒配管１０３ｂとに接続されている。第１冷媒配管１０３ａは、室内熱交換器３０１から室内膨張弁３０３に至る配管である。第２冷媒配管１０３ｂは、室内熱交換器３０１から延長配管１０１に至る配管である。室内熱交換器３０１は、内部を流通する冷媒と空調対象空間の空気との間で熱交換するものである。室内熱交換器３０１は、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房運転時には凝縮器として作用する。室内熱交換器３０１は、フィンチューブ式熱交換器に限定するものではなく、プレート型熱交換器などであってもよい。

室内送風機３０６は、室内熱交換器３０１の周囲の空気に気流を生じさせるものである。室内送風機３０６は、モータ３０６ａにより回転駆動される。モータ３０６ａは、例えば、制御装置４００により制御されている。

室内膨張弁３０３は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。室内膨張弁３０３は、第１冷媒配管１０３ａと、第３冷媒配管１０３ｃとの間に接続されている。第１冷媒配管１０３ａは、室内膨張弁３０３から室内熱交換器３０１に至る配管である。第３冷媒配管１０３ｃは、室内膨張弁３０３から延長配管１０１に至る配管である。室内膨張弁３０３の詳細については後述する。

第１室内冷媒温度センサ３０４及び第２室内冷媒温度センサ３０５は、冷媒の温度を検出するものである。第１室内冷媒温度センサ３０４及び第２室内冷媒温度センサ３０５は、検出した冷媒の温度を、制御装置４００に送信する。第１室内冷媒温度センサ３０４は、室内熱交換器３０１と室内膨張弁３０３とを接続している第１冷媒配管１０３ａに設けられている。第２室内冷媒温度センサ３０５は、室内熱交換器３０１から延びる第２冷媒配管１０３ｂに設けられている。

なお、図１においては、冷媒配管１０２と延長配管１０１との接続部分にストレーナー１０５が設けられた例を示しているが、ストレーナー１０５が設けられる場所は限定されない。ストレーナー１０５は、例えば、第１冷媒配管１０３ａ、第２冷媒配管１０３ｂ、第３冷媒配管１０３ｃ、及び、延長配管１０１の任意の接続位置に配置し得る。

＜空気調和装置１００の動作＞
空気調和装置１００は、冷房運転時には、圧縮機２０１により圧縮されて高温及び高圧となったガス冷媒が、流路切替装置２０４を介し、室外熱交換器２０２に流入する。室外熱交換器２０２に流入したガス冷媒は、室外熱交換器２０２を通過する室外空気と熱交換し、高圧の液冷媒となって室外熱交換器２０２から流出する。室外熱交換器２０２から流出した高圧の液冷媒は、それぞれの室内機３００に流入して第３冷媒配管１０３ｃを流れ、室内膨張弁３０３において減圧されて、低圧の気液二相の冷媒となる。低圧の気液二相の冷媒は、第１冷媒配管１０３ａを介して室内熱交換器３０１に流入し、室内熱交換器３０１を通過する室内空気と熱交換して低温及び低圧のガス冷媒となる。低温及び低圧のガス冷媒は、第３冷媒配管１０３ｃを介して室内機３００から流出して室外機２００で合流し、流路切替装置２０４及びアキュムレータ２０５を介して再び圧縮機２０１に吸入される。

空気調和装置１００は、暖房運転時には、圧縮機２０１により圧縮されて高温及び高圧となったガス冷媒が流路切替装置２０４を介し、それぞれの室内機３００の第２冷媒配管１０３ｂを経て、室内熱交換器３０１に流入する。室内熱交換器３０１に流入したガス冷媒は、室内熱交換器３０１を通過する室内空気と熱交換して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、第１冷媒配管１０３ａを通り室内膨張弁３０３にて減圧されて低圧の気液二相の冷媒となり、第３冷媒配管１０３ｃを介して延長配管１０１で合流し室外機２００に入る。その後、低圧の気液二相の冷媒は、室外熱交換器２０２に流入し、室外熱交換器２０２を通過する室外空気と熱交換して低温及び低圧のガス冷媒となる。低温及び低圧となった冷媒は、室外熱交換器２０２から流出し、流路切替装置２０４及びアキュムレータ２０５を介して再び圧縮機２０１に吸入される。バイパス配管１０４は、冷房運転時において、冷媒を過冷却する必要がある場合に、バイパス膨張弁２０７及び冷媒熱交換器２０６を利用して冷媒を過冷却して室内機３００に供給する。

＜室内膨張弁３０３の構成＞
図２は、実施の形態１に係る室内膨張弁３０３の開状態における概略模式図である。図３は、実施の形態１に係る室内膨張弁３０３の閉状態における概略模式図である。図２においては、図１と同様、実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れ方向を示し、破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れ方向を示している。室内膨張弁３０３は、冷媒を、狭い隙間に通すことで低温及び低圧にし、且つ、その流量及び温度を自動調整するものである。室内膨張弁３０３は、例えば、コイル通電時の電磁力を利用した電子膨張弁である。

室内膨張弁３０３は、室内熱交換器３０１が蒸発器として機能している場合、室内熱交換器３０１の下流側に配置された第２室内冷媒温度センサ３０５において冷媒の温度の上昇が検知されると、開度が開く方向に動くように構成されている。

室内膨張弁３０３は、室内熱交換器３０１が蒸発器として機能している場合、室内熱交換器３０１の下流側に配置された第２室内冷媒温度センサ３０５において冷媒の温度の低下が検知されると、開度が閉じる方向に動くように構成されている。

図２及び図３に示すように、室内膨張弁３０３は、本体３０と、本体３０の内部に移動可能に設けられた弁体３１と、を有している。本体３０は、円筒形状を有し、例えば真鍮製の鋳造品を切削加工して形成されている。

本体３０の内部には、弁室３３が形成されている。弁体３１は、弁室３３を貫通し、本体３０の軸方向に移動可能に配置されている。本体３０の側面には、第１貫通穴３０ａが形成されている。本体３０における弁体３１の移動方向の延長上には、第２貫通穴３０ｂが形成されている。

第１貫通穴３０ａには、第１継ぎ手管３７が取り付けられている。第１継ぎ手管３７は、一端が第１貫通穴３０ａを介し弁室３３と連通している。第１継ぎ手管３７の他端は、第３冷媒配管１０３ｃに接続されている。第３冷媒配管１０３ｃは、延長配管１０１に至る配管である。

第２貫通穴３０ｂには、第２継ぎ手管３８が取り付けられている。第２継ぎ手管３８は、一端が、第２貫通穴３０ｂを介し弁室３３と連通している。第２継ぎ手管３８の他端は、第１冷媒配管１０３ａに接続されている。第１冷媒配管１０３ａは、室内熱交換器３０１に至る配管である。

第２貫通穴３０ｂの弁室３３側の周縁部が、弁座として機能する。第１継ぎ手管３７と第２継ぎ手管３８との間で、弁室３３内を流れる冷媒の流路が形成される。

弁体３１は、軸部を構成する円柱状部３１ａと円柱状部３１ａの一端に設けられた円錐状部３１ｂとにより構成されている。円柱状部３１ａと、円錐状部３１ｂは、一体に形成されている。弁体３１は、円錐状部３１ｂの先端が第２貫通穴３０ｂに向くように配置されており、円柱状部３１ａの軸方向に移動可能に設けられている。

図３に示すように、弁体３１が、駆動されると円錐状部３１ｂの先端部が第２貫通穴３０ｂに深く挿入される方向に移動し、円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとの開口３０３ａは、縮小する。円錐状部３１ｂと第２貫通穴３０ｂとが接触した状態が、室内膨張弁３０３が全閉の状態である。

図２に示すように、弁体３１が駆動されると円錐状部３１ｂの外周部が第２貫通穴３０ｂから離れる方向に移動し、円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとの開口３０３ａは、拡大する。円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとの開口３０３ａが最大の状態が、室内膨張弁３０３が全開の状態であり、開度が最大の状態である。

弁体３１が円柱状部３１ａの軸方向に移動することで、円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとにより形成される開口３０３ａの面積が増減し、室内膨張弁３０３の開度が変化する。室内膨張弁３０３の開度は、制御装置４００により制御されることで、変更される。

＜室内膨張弁の動作＞
室内膨張弁３０３の開度は、室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量目標値Ｒｔになるように制御されている。流量目標値Ｒｔは、すなわち、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量である。

冷媒流量Ｒｅｘｐが流量目標値Ｒｔを上回っている場合、室内膨張弁３０３の開度は、円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとにより形成された開口３０３ａを縮小させる方向に制御される。これにより、室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量が減少し、ひいては、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が減少して、流量目標値Ｒｔに近づく。

一方、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が流量目標値Ｒｔを下回ると、室内膨張弁３０３の開度が増大させる方向に制御されて、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が増大し、再び流量目標値Ｒｔに近づく。このように、室内膨張弁３０３は、室内熱交換器３０１の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量目標値Ｒｔに近づくように、自動で開度が随時調整されている。

図４は、実施の形態１に係る室内膨張弁３０３に異物Ｆが詰まった状態を示す概略模式図である。図４に示すように、室内膨張弁３０３に異物Ｆが詰まった状態では、円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとにより形成された開口３０３ａが閉状態にならない。

室内膨張弁３０３の弁開度が、閉じる方向に制御されているにも関わらず、室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である状態が継続された場合には、異物詰まり解消動作が実行される。流量閾値Ｒｔｈは、例えば、流量目標値Ｒｔ以上の値である。室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である場合とは、すなわち、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が減少せず、流量閾値Ｒｔｈ以上の値が維持される場合である。

異物詰まり解消動作では、室内膨張弁３０３の開度が最大開度に制御される。室内膨張弁３０３が最大開度に制御されると、円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとの開口３０３ａの面積が最大となる。円錐状部３１ｂの外周部と第２貫通穴３０ｂとの開口３０３ａの面積が最大となると、開口３０３ａに流れ込む冷媒の流量が増加し、開口３０３ａに詰まった異物Ｆが押し出されて室内膨張弁３０３の下流に流される。これにより異物詰まりが解消される。

室内膨張弁３０３の開度は、異物詰まり解消動作が終了すると、異物詰まり解消動作前の制御装置４００で設定された開度に戻り、通常の運転が継続される。開口３０３ａに詰まっていた異物Ｆは、下流に配置されたストレーナー１０５により捕捉される。これにより、異物詰まり解消動作前における異物が詰まった状態における異常状態の開度から正常な状態の開度に復帰する。

＜流量閾値Ｒｔｈ以上である状態の判定方法＞
室内膨張弁３０３の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かの判断は、例えば、空気調和装置１００が冷房運転を行っている場合であれば、室内熱交換器３０１における過熱度から求めることができる。

冷房運転において、室内熱交換器３０１は、蒸発器として機能し、室内膨張弁３０３から流出した冷媒が室内熱交換器３０１に流入する。室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が小さければ、室内熱交換器３０１における過熱度が増加し、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５との温度差も増大する。一方、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が大きければ、室内熱交換器３０１における過熱度が減少し、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５との温度差も減少する。

従って、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５との温度差から算出される過熱度が、過熱度閾値未満であるか否かを判断することにより、冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かの判断をすることができる。

また、冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かの判断は、空気調和装置１００が暖房運転を行っている場合であれば、室内熱交換器３０１における過冷却度から求めることができる。

暖房運転において、室内熱交換器３０１は、凝縮器として機能し、室内熱交換器３０１に流入したが冷媒が室内膨張弁３０３に流入する。室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が小さければ、室内熱交換器３０１における過冷却度が増加し、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５との温度差も増大する。一方、室内熱交換器３０１を流れる冷媒の流量が大きければ、室内熱交換器３０１における過冷却度が減少し、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５との温度差も減少する。

従って、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５との温度差から算出される過冷却度が、過冷却度閾値未満であるか否かを判断することにより、冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かの判断をすることができる。

＜バイパス膨張弁２０７の構成＞
バイパス膨張弁２０７は、室内膨張弁３０３と同様、第１継ぎ手管３７と、第２継ぎ手管３８とを有する。バイパス膨張弁２０７は、冷媒熱交換器２０６の下流側に配置された第１室外冷媒温度センサ２０８において、温度の上昇が検知されると、開度が開く方向に動くように構成されている。

バイパス膨張弁２０７の第１継ぎ手管３７は、冷媒配管１０２に至るバイパス配管１０４に接続されており、バイパス膨張弁２０７の第２継ぎ手管３８は、冷媒熱交換器２０６に至るバイパス配管１０４に接続されている。その他の構成は、室内膨張弁３０３と同様であるため、説明を割愛する。

＜バイパス膨張弁２０７の動作＞
バイパス膨張弁２０７は、室内膨張弁３０３と同様、バイパス配管１０４におけるバイパス膨張弁２０７の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量目標値Ｒｔになるように開度が制御されている。また、バイパス膨張弁２０７の弁開度が、閉じる方向に制御されているにも関わらず、バイパス膨張弁２０７の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である状態が継続された場合には、異物詰まり解消動作が実行される。

バイパス膨張弁２０７における冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かの判断は、例えば、圧縮機２０１における吸入ガス過熱度が吸入ガス過熱度閾値未満であるかの判断により行うことができる。従って、第１室外冷媒温度センサ２０８の検出値に基づく圧縮機２０１における吸入ガス過熱度から、バイパス膨張弁２０７の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かを判断することができる。吸入ガス過熱度は、例えば、第１室外冷媒温度センサ２０８と、蒸発器における蒸発温度との温度差から求めることができる。

＜異物詰まり解消動作における制御＞
図５は、実施の形態１に係る制御装置４００の機能ブロック図である。図５に示すように、制御装置４００は、弁開度調整部４１１と、流量判定部４１２と、詰まり判定部４１３と、を有する。流量判定部４１２には、第１室内冷媒温度センサ３０４、第２室内冷媒温度センサ３０５、及び、第１室外冷媒温度センサ２０８が接続されている。弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３に接続されている。

弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３の開度を制御する制御信号を生成する。弁開度調整部４１１で生成された制御信号に基づき、室内膨張弁３０３が駆動する。開度を制御する制御信号は、例えば、室内機３００において設定された設定温度に基づき決定される。

流量判定部４１２は、室内膨張弁３０３の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐと、流量閾値Ｒｔｈとを比較する。室内膨張弁３０３の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐと、流量閾値Ｒｔｈとの比較は、例えば、第１室内冷媒温度センサ３０４、及び、第２室内冷媒温度センサ３０５において検出された温度に基づき行う。

詰まり判定部４１３は、弁開度調整部４１１において生成された制御信号と、流量判定部４１２における比較結果と、に基づき、室内膨張弁３０３の開口３０３ａにおける異物詰まりの有無を判定する。

具体的には、詰まり判定部４１３は、室内膨張弁３０３を弁開度一定にする制御信号を受信し、且つ、冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である状態を、第１時間Ｔ１継続して受信した場合、異物詰まり有りと判断する。また、詰まり判定部４１３は、室内膨張弁３０３を閉方向に制御する制御信号を受信し、且つ、冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である状態を、第１時間Ｔ１継続して受信した場合、異物詰まり有りと判断する。第１時間Ｔ１は、一定の時間の一例である。

弁開度調整部４１１は、詰まり判定部４１３において異物詰まり有りと判断されると、異物詰まり解消動作を行う。弁開度調整部４１１は、異物詰まり解消動作において、室内膨張弁３０３の開度を最大開度に制御する制御信号を生成する。弁開度調整部４１１で生成された制御信号に基づき、室内膨張弁３０３が最大開度へ駆動し、異物詰まり解消動作が行われる。異物詰まり解消動作は、予め定めた時間である第２時間Ｔ２の間継続される。

第１時間Ｔ１及び第２時間Ｔ２は、制御装置４００に設けられた、例えば、タイマーなどの時計手段により計測される。時計手段については、図示を省略している。第１時間Ｔ１は、例えば、５分である。第２時間Ｔ２は、例えば、１分である。

なお、図５においては、弁開度調整部４１１が室内膨張弁３０３に接続された例を示しているが、弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３及びバイパス膨張弁２０７を含む任意の膨張弁を制御し得る。

＜異物詰まり解消動作のフローチャート＞
図６は、実施の形態１に係る異物詰まり解消動作のフローチャートである。図６に示すように、異物詰まり解消動作における処理では、始めに、ステップＳ０１において、制御装置４００は、時計手段（図示せず）の時間をリセットする。

ステップＳ０２において、弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３の開度が、一定、又は、閉方向に動くよう制御されているか否かを判断する。室内膨張弁３０３の開度が、一定、又は、閉方向に動いているか否かの判断は、弁開度調整部４１１で生成された制御信号に基づき行われる。ステップＳ０２において、制御装置４００の弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３の開度が、一定、又は、閉方向に動いていないと判断すると、ステップＳ０１に戻る（ステップＳ０２のＮＯ）。ステップＳ０２において、制御装置４００の弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３の開度が、一定、又は、閉方向に動いていると判断すると、ステップＳ０３に移行する（ステップＳ０２のＹＥＳ）。

ステップＳ０３において、制御装置４００は、弁開度Ａを記憶し、ステップＳ０４に移行する。弁開度Ａは、本来設定されるべき弁開度である。

ステップＳ０４において、流量判定部４１２は、室内膨張弁３０３の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であるか否かを判断する。

ステップＳ０４において、流量判定部４１２は、室内膨張弁３０３の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ未満であると判断すると、ステップＳ０１に戻る（ステップＳ０４のＮＯ）。

ステップＳ０４において、流量判定部４１２は、室内膨張弁３０３の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐが、流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断すると、ステップＳ０５に移行する（ステップＳ０４のＹＥＳ）。

ステップＳ０５において、制御装置４００は、第１時間Ｔ１が経過したか否かを判断し、第１時間Ｔ１が経過していなければ、ステップＳ０２に戻る（ステップＳ０５のＮＯ）。ステップＳ０５において、制御装置４００は、第１時間Ｔ１が経過していれば、ステップＳ０６に移行する（ステップＳ０５のＹＥＳ）。

ステップＳ０６において、詰まり判定部４１３は、室内膨張弁３０３に異物が詰まっていると判断し、ステップＳ０７に移行する。すなわち、詰まり判定部４１３は、制御信号が室内膨張弁３０３を一定、又は、閉方向に制御する信号であり、且つ、冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である状態が、第１時間Ｔ１継続した場合、異物詰まり有りと判断する。

ステップＳ０７において、弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３に対し開度を最大とするよう指示し、ステップＳ０８に移行する。

ステップＳ０８において、制御装置４００は、第２時間Ｔ２が経過したか否かを判断し、第２時間Ｔ２が経過していなければ第２時間Ｔ２が経過するまで室内膨張弁３０３の開度を最大とする指示を継続する（ステップＳ０８のＮＯ）。制御装置４００は、ステップＳ０８において、第２時間Ｔ２が経過したと判断すると、ステップＳ０９に移行する（ステップＳ０８のＹＥＳ）。

ステップＳ０９において、弁開度調整部４１１は、室内膨張弁３０３の開度を弁開度Ａに戻すよう指示する。これにより、異物詰まり解消動作の処理が終了する。

なお、バイパス膨張弁２０７における異物詰まり解消動作は、室内膨張弁３０３における異物詰まり解消動作と同様に行われる。この場合、バイパス膨張弁２０７の下流側における冷媒流量Ｒｅｘｐと、流量閾値Ｒｔｈとの比較は、第１室外冷媒温度センサ２０８の検出置に基づく圧縮機２０１における吸入ガス過熱度に基づき行われる。その他の制御については、室内膨張弁３０３における異物詰まり解消動作と同様である。

以上説明した、本実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、弁開度調整部４１１における制御信号と、流量判定部４１２における比較結果とに基づき、詰まり判定部４１３において、異物詰まりが判断される。つまり、弁開度調整部４１１及び流量判定部４１２により、室内膨張弁３０３の弁開度が一定、又は、閉方向に制御され、室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上である状態が継続されるか否かが判断される。継続されたと判断されると、室内膨張弁３０３に異物が詰まっていると判断する。そのため、実施の形態１は、早期に異物詰まりを解消し、異物詰まりに起因する液バックを防止し、圧縮機２０１へのダメージを低減することができる。

また、詰まり判定部４１３は、室内熱交換器３０１における過熱度が、過熱度閾値未満である場合に、室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断する。室内熱交換器３０１の過熱度は、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５とから検出される温度差から求めることができる。このため、追加の構成を必要とせず、既存のセンサで検出されたセンサ値を用いて異物詰まりを判断することができる。

また、詰まり判定部４１３は、室内熱交換器３０１における過冷却度が、過冷却度閾値未満である場合に、室内膨張弁３０３の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断する。室内熱交換器３０１の過冷却度も、第１室内冷媒温度センサ３０４と、第２室内冷媒温度センサ３０５とから検出される温度差から求めることができる。このため、追加の構成を必要とせず、既存のセンサで検出されたセンサ値を用いて異物詰まりを判断することができる。

また、詰まり判定部４１３は、第１室外冷媒温度センサ２０８の検出値に基づく圧縮機２０１における吸入ガス過熱度が、吸入ガス過熱度閾値未満である場合に、バイパス膨張弁２０７の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断する。このため、追加の構成を必要とせず、既存のセンサで検出されたセンサ値を用いて異物詰まりを判断することができる。

また、弁開度調整部４１１は、詰まり判定部４１３において異物詰まりが判断されると室内膨張弁３０３の開度を最大開度に制御する。このため、室内膨張弁３０３への冷媒の流入量が増加し異物が冷媒に押し出され、室内膨張弁３０３における異物詰まりを解消できる。

＜変形例＞
図７は、実施の形態１の変形例に係る空気調和装置１００における、異物詰まり解消動作のフローチャートである。空気調和装置１００では、複数の室内機３００で室内膨張弁３０３の異物詰まりが生じる場合が考えられる。

制御装置４００は、複数の室内機３００において異物詰まり有りと判断された場合、最初に異物詰まり有りと判断された複数の室内機３００の室内膨張弁３０３から、順次、室内膨張弁３０３の開度を最大にする異物詰まり解消動作を行っていく。

図７に示すように、詰まり判定部４１３は、図６におけるステップＳ０１～ステップＳ０５を実行する。詰まり判定部４１３は、ステップＳ０１～ステップＳ０５の処理を、複数の室内機３００の室内膨張弁３０３について並行して行っている。

ステップＳ１１において、詰まり判定部４１３は、ある１つの室内膨張弁３０３において、異物が詰まっていると判断すると、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、制御装置４００は、複数の室内機３００の室内膨張弁３０３のうち、当該ある１つの室内膨張弁３０３以外に異物詰まり解消動作中の室内膨張弁３０３があるか否かを判断する。

ステップＳ１２において、制御装置４００は、他の室内膨張弁３０３が異物詰まり解消動作中であると判断すると、ステップＳ１３に移行する（ステップＳ１２のＹＥＳ）。ステップＳ１３において、制御装置４００は、当該他の室内膨張弁３０３の異物詰まり解消動作が終了するまで待機し、異物詰まり解消動作が終了後、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１２において、制御装置４００は、他の室内膨張弁３０３が異物詰まり解消動作中でないと判断すると、ステップＳ１４に移行する（ステップＳ１２のＮＯ）。

ステップＳ１４において、弁開度調整部４１１は、当該１つの室内膨張弁３０３の開度を最大に制御し、図６におけるステップＳ０８及びステップＳ０９を実行し、処理を終了する。

以上説明した、変形例に係る空気調和装置１００は、詰まり判定部４１３において複数の室内膨張弁３０３で異物が詰まっていると判断された場合、弁開度調整部４１１が室内膨張弁３０３の開度が、順次、最大開度に制御される。このため、複数の室内膨張弁３０３で同時に異物詰まり解消動作が実施されることがないため、異物詰まり解消動作中の空気調和装置１００の運転能力の低下を抑制することができる。

実施の形態２．
＜空気調和装置１００の構成＞
図８は、実施の形態２に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。図８に示すように、実施の形態２に係る空気調和装置１００は、アキュムレータ２０５にフロートセンサ２０５ａを備える点で、実施の形態１と異なる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略し、同様あるいは相当部分には同じ符号を付している。

図９は、実施の形態２に係る制御装置４００の機能ブロック図である。図９に示すように、フロートセンサ２０５ａは、第１室内冷媒温度センサ３０４、第２室内冷媒温度センサ３０５、及び、第１室外冷媒温度センサ２０８が接続された制御装置４００の流量判定部４１２に接続されている。図９では、弁開度調整部４１１により開度が調整される膨張弁のうち、バイパス膨張弁２０７が図示されている。

アキュムレータ２０５に設けられたフロートセンサ２０５ａは、アキュムレータ２０５に貯留された冷媒量を検出するためのものである。フロートセンサ２０５ａにおいて検出された冷媒量は、制御装置４００に送信される。

流量判定部４１２は、フロートセンサ２０５ａにおいて検出された冷媒量が、一定の時間で、一定の量増加した場合に、流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断する。詰まり判定部４１３は、弁開度調整部４１１により室内膨張弁３０３の開度が一定、又は、閉方向に制御されており、且つ、流量判定部４１２により流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断されると、バイパス膨張弁２０７に異物が詰まっていると判断する。そして、弁開度調整部４１１は、バイパス膨張弁２０７の開度を最大に制御し、異物詰まり解消動作を実行する。このように、バイパス膨張弁２０７においては、フロートセンサ２０５ａで検出された冷媒量の増加量が冷媒量閾値以上であるかに基づき異物詰まり解消動作を行うことができる。

以上説明した、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、フロートセンサ２０５ａにより、バイパス膨張弁２０７の下流側の冷媒流量Ｒｅｘｐが流量閾値Ｒｔｈ以上であると判断している。空気調和装置１００がフロートセンサ２０５ａを有する場合、追加の構成を必要とせず、既存のセンサで検出されたセンサ値を用いて異物詰まりを判断することができる。

なお、実施の形態１及び２は、組み合わせてもよい。

１０ 配管、２０ 冷媒回路、３０ 本体、３０ａ 第１貫通穴、３０ｂ 第２貫通穴、３１ 弁体、３１ａ 円柱状部、３１ｂ 円錐状部、３３ 弁室、３７ 第１継ぎ手管、３８ 第２継ぎ手管、１００ 空気調和装置、１０１ 延長配管、１０２ 冷媒配管、１０３ａ 第１冷媒配管、１０３ｂ 第２冷媒配管、１０３ｃ 第３冷媒配管、１０４ バイパス配管、１０５ ストレーナー、２００ 室外機、２０１ 圧縮機、２０２ 室外熱交換器、２０３ 室外送風機、２０３ａ モータ、２０４ 流路切替装置、２０５ アキュムレータ、２０５ａ フロートセンサ、２０６ 冷媒熱交換器、２０７ バイパス膨張弁、２０８ 第１室外冷媒温度センサ、２０９ 室外膨張弁、３００ 室内機、３０１ 室内熱交換器、３０３ 室内膨張弁、３０３ａ 開口、３０４ 第１室内冷媒温度センサ、３０５ 第２室内冷媒温度センサ、３０６ 室内送風機、３０６ａ モータ、４００ 制御装置、４１１ 弁開度調整部、４１２ 流量判定部、４１３ 詰まり判定部。

Claims (8)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が配管により接続された冷媒回路と、
   前記膨張弁の弁開度を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記膨張弁の弁開度を制御する制御信号を生成する弁開度調整部と、
   前記膨張弁の下流側の冷媒流量と、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較する流量判定部と、
   前記弁開度調整部における前記制御信号が、前記膨張弁の弁開度を一定、又は、閉方向に制御する制御信号であって、且つ、前記流量判定部の比較結果において、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上である場合に、前記膨張弁に異物が詰まっていると判断する詰まり判定部と、を有し、
   前記冷媒回路は、
   前記室外熱交換器と、前記膨張弁との間を接続している前記配管から分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続された前記配管に合流しており、バイパス膨張弁が設けられたバイパス配管を備え、
   前記流量判定部は、
   吸入ガス過熱度と、吸入ガス過熱度閾値とを比較することにより、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量と、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較し、
   前記詰まり判定部は、
   前記流量判定部の前記比較結果において、前記吸入ガス過熱度が前記吸入ガス過熱度閾値未満の場合に、
   前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上の場合であると判断する
   空気調和装置。
2. 圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が配管により接続された冷媒回路と、
   前記膨張弁の弁開度を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記膨張弁の弁開度を制御する制御信号を生成する弁開度調整部と、
   前記膨張弁の下流側の冷媒流量と、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較する流量判定部と、
   前記弁開度調整部における前記制御信号が、前記膨張弁の弁開度を一定、又は、閉方向に制御する制御信号であって、且つ、前記流量判定部の比較結果において、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上である場合に、前記膨張弁に異物が詰まっていると判断する詰まり判定部と、を有し、
   前記冷媒回路は、
   前記室外熱交換器と、前記膨張弁との間を接続している前記配管から分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続された前記配管に合流しており、バイパス膨張弁が設けられたバイパス配管と、
   アキュムレータと、を備え、
   前記流量判定部は、
   前記アキュムレータの冷媒量の増加量と冷媒量閾値とを比較することにより、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量と、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較し、
   前記詰まり判定部は、
   前記流量判定部の前記比較結果において、前記アキュムレータの冷媒量の前記増加量が、前記冷媒量閾値以上の場合に、
   前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上の場合であると判断する
   空気調和装置。
3. 前記流量判定部は、
   吸入ガス過熱度と、吸入ガス過熱度閾値とを比較することにより、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量と、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較し、
   前記詰まり判定部は、
   前記流量判定部の前記比較結果において、前記吸入ガス過熱度が前記吸入ガス過熱度閾値未満の場合に、
   前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記バイパス膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上の場合であると判断する
   請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記流量判定部は、
   前記室内熱交換器における過熱度と、過熱度閾値とを比較することにより、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量と、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較し、
   前記詰まり判定部は、
   前記流量判定部の前記比較結果において、前記室内熱交換器における過熱度が前記過熱度閾値未満の場合に、
   前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上の場合であると判断する
   請求項１～３の何れか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記流量判定部は、
   前記室内熱交換器における過冷却度と、過冷却度閾値とを比較することにより、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量と、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値とを比較し、
   前記詰まり判定部は、
   前記流量判定部の前記比較結果において、前記室内熱交換器における前記過冷却度が前記過冷却度閾値未満の場合に、
   前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上の場合であると判断する
   請求項１～４の何れか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記弁開度調整部は、
   前記詰まり判定部において異物詰まりが判断されると、
   前記膨張弁の開度を最大開度に制御する
   請求項１～５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記膨張弁は、複数の膨張弁を含み、
   前記弁開度調整部は、
   前記詰まり判定部において前記複数の膨張弁の異物詰まりが判断されると、
   前記複数の膨張弁の開度を、順次、予め定めた時間の間最大開度に制御する
   請求項１～６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
8. 前記詰まり判定部は、
   前記弁開度調整部における前記制御信号が、前記膨張弁の弁開度を一定、又は、閉方向に制御する制御信号であって、且つ、前記流量判定部の比較結果において、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量が、前記膨張弁の下流側の前記冷媒流量の閾値以上である状態が、一定の時間継続された場合に、前記膨張弁に異物が詰まっていると判断する
   請求項１～７のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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