JPH06337176A

JPH06337176A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH06337176A
Application number: JP5616194A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Arai; 康弘新井; Tetsuo Sano; 哲夫佐野; Takayoshi Iwanaga; 隆喜岩永; Tetsuji Yamashita; 哲司山下; Koichi Goto; 功一後藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】機器運転により冷凍サイクル内の非共沸混合
冷媒の組成比が変わることにより、サイクル温度および
圧力が変わっても、それに対応した安定した最適な冷凍
サイクル運転を可能とする。【構成】冷凍サイクルの運転時において、非共沸混合
冷媒の組成比が変化する運転条件である電動式膨脹弁７
の絞りの大きさに基づいて、圧縮機１の運転周波数など
機器の基本となる運転制御パラメータを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高沸点冷媒と低沸点
冷媒とを混合した非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイク
ルを備えた空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置における冷凍サイクルの中
には、暖房運転あるいは冷房運転を行う際の熱源として
大気を利用したヒートポンプ式のものが多い。このヒー
トポンプ式空気調和装置における冷凍サイクルは、冷媒
を高温・高圧のガスとして吐出する圧縮機，暖房運転お
よび冷房運転など運転状態によって冷媒流路が切り替わ
る四方弁，暖房時に蒸発器となり冷房時に凝縮器となる
室外熱交換器，冷媒を減圧させる膨脹弁などの絞り機
構，暖房時に凝縮器となり冷房時に蒸発器となる室内熱
交換器、を主な構成要素としている。

【０００３】このような冷凍サイクルを空気調和装置に
適用するには、室外機には、圧縮機，圧縮機の運転周波
数を変化できる機種にあってはインバータ，絞り機構，
四方弁，室外熱交換器，室外送風機などが主要部品とし
てそれぞれ搭載され、また室内機には、室内熱交換器，
室内送風機などが主要部品としてそれぞれ搭載される。

【０００４】冷凍サイクルを駆動し、暖房運転を行う際
には、循環する冷媒が、室外熱交換器で外気の熱を汲み
取り、室内熱交換器で室内空気に熱を放出する。逆に、
冷房運転を行う際には、循環する冷媒が、室内熱交換器
で室内空気の熱を汲み取り、室外熱交換器で外気に熱を
捨てる。

【０００５】空気調和装置の性能は、圧縮機を除けば、
室内機および室外機の熱交換器性能に大きく左右され
る。このため、近年では最近の住宅事情に関係し、省ス
ペース性の高い室内機および室外機とすべく、コンパク
トで高性能な熱交換器および、低騒音高効率送風機の研
究、開発が主流になりつつある。特に室内機において
は、細径の冷媒パイプを利用した熱交換器などの使用に
より、コンパクト化、高効率化が図られている。一方、
室外機においても熱交換器の高効率化が図られている
が、室内機ほどではない。これは、室外機の場合、暖房
時の霜付きの問題があることから、室内機のように放熱
フィンにスリットを入れたり、冷媒パイプと放熱フィン
とからなる熱交換器ユニットを３段以上の多段にするな
どして、熱交換器性能を向上させるのが困難であること
にも起因している。

【０００６】さらに、近年では、オゾン層の破壊を防
ぎ、地球の温暖化を防止するという世界的な地球環境保
護の観点から、従来空気調和装置用の動作冷媒として使
用されてきたフロン系冷媒であるＲ２２に替わる、いわ
ゆる代替冷媒が求められている。このＲ２２に、サイク
ル温度、圧力が近い代替冷媒は各種候補に上がっている
が、ほとんどが非共沸混合冷媒である。

【０００７】非共沸混合冷媒は、高沸点冷媒と低沸点冷
媒とを混合したもので、気液相変化時の温度勾配が大き
く、伝熱学的に伝熱性能が劣る欠点がある。すなわち、
大気の熱を汲み上げる暖房ヒートポンプ運転では、外気
温度が低い場合には、室外熱交換器の入口付近で凍結
し、かつ外気温度と室外熱交換器での蒸発温度との有効
温度差が小さくなるので、外気温度が高い場合と比べて
どうしても暖房能力が低下する問題が生じる。冷房運転
時も同様に、外気温度が低い場合などは、室内熱交換器
入口付近で凍結が発生するなどして冷房能力が低下しや
すくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、冷暖房運転中
に、実際に循環する混合冷媒の組成比を変えて冷暖房能
力を高めようとするサイクルが提案されている。すなわ
ち、高沸点冷媒を液状態でタンクなどに貯溜し、能力の
大きい低沸点冷媒の循環組成比を高めるものである。

【０００９】しかしながら、非共沸混合冷媒の循環組成
比が変わった場合を考えると、空調負荷に対応する圧縮
機の運転周波数など、空調機に対する基本制御は、変わ
る前の組成比に対応するものであり、対象となるサイク
ル温度、圧力が変わるので、それに対応した安定かつ最
適な冷凍サイクルの運転ができないという問題がある。

【００１０】そこで、この発明は、非共沸混合冷媒の組
成比が変わることにより、サイクル温度および圧力が変
わっても、それに対応した安定かつ最適な冷凍サイクル
の運転を可能とすることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、圧縮機，室外熱交換器，室内熱交換器
および、絞り機構を備えた冷凍サイクル内に非共沸混合
冷媒を封入し、この非共沸混合冷媒の組成比が変化する
運転条件に応じて、基本となる運転制御パラメータを変
更する制御手段を設けた構成としてある。

【００１２】

【作用】このような構成の空気調和装置によれば、冷凍
サイクル運転中に、組成比が変化する運転条件に応じ、
基本となる運転制御パラメータが、変化前の運転条件に
対応した制御値から変更される。これにより、運転時の
組成比に対応した安定かつ最適な冷凍サイクル運転が可
能となる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づきこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１は、この発明の一実施例を示すヒート
ポンプ式の空気調和装置における冷凍サイクルの全体構
成図である。この冷凍サイクルでは、冷媒としてＲ２２
とサイクル温度および圧力が近い非共沸混合冷媒を使用
しており、この非共沸混合冷媒の組成比は、冷凍サイク
ルへの冷媒封入時で、低沸点冷媒であるＲ３２が３０
％、高沸点冷媒であるＲ１３４ａが７０％である。冷凍
サイクルの主な構成要素は、冷媒を高温・高圧のガスと
して吐出する圧縮機１，暖房運転には実線状態に冷房運
転には破線状態に冷媒流路が切り替わる四方弁３，暖房
時に凝縮器となり冷房時に蒸発器となる室内熱交換器
５，冷媒を減圧させる絞り機構である電動式膨脹弁７，
暖房時に蒸発器となり冷房時に凝縮器となる室外熱交換
器９である。上記構成要素のうち、室内熱交換器５は室
内機１１に組み込まれ、その他は室外機１５に組み込ま
れる。

【００１５】圧縮機１の吸い込み側と四方弁３との間に
は、冷媒の気液分離を行う冷媒貯溜部となるアキュムレ
ータ１７が設置されている。この冷凍サイクルでは、非
共沸混合冷媒を使用していることから、高沸点冷媒１３
４ａが液としてアキュムレータ１７に溜まりやすく、特
に電動式膨脹弁７における絞りが小さい（弁開度が大き
い）ほど、高沸点冷媒１３４ａの貯溜量が多くなる。図
２は、電動式膨脹弁７の開度と、高沸点冷媒１３４ａの
アキュムレータ１７への貯溜量との関係を示しており、
電動式膨脹弁７の絞りが小さい（弁開度が大きい）ほ
ど、高沸点冷媒１３４ａの貯溜量が多くなっていること
がわかる。

【００１６】圧縮機１の吐出側と室外熱交換器９の暖房
時での冷媒入口側とを接続する流路には、除霜用二方弁
２１が設けられている。

【００１７】圧縮機１は、圧縮機駆動用モータ２３およ
び圧縮機駆動用インバータ２５で駆動するが、この圧縮
機１は、電動式膨脹弁７の絞りの大きさなどにより予め
検証されている非共沸混合冷媒の組成比が変化する運転
条件に応じ、圧縮機駆動用制御器２６により、基本とな
る運転周波数パターンが変更されるか、あるいは基本運
転周波数の電圧と周波数との比であるＶ／Ｆパターンが
変更される。つまり、圧縮機駆動用制御器２６は、電動
式膨脹弁７の開度に基づき、基本となる運転制御パラメ
ータを変更する制御手段として機能することになる。

【００１８】図３は、前記図１の冷凍サイクルにおい
て、アキュムレータ１７内に、非共沸混合冷媒の組成比
を検出する組成比検出手段としての液面センサ１９を設
けた例を示している。前述したように、アキュムレータ
１７内には高沸点冷媒が液として溜まりやすく、したが
って液面センサ１９によりアキュムレータ１７内の非共
沸混合冷媒の貯溜量を検出し、この検出値に基づき非共
沸混合冷媒の循環組成比を算出することができる。

【００１９】上記図３の例では、圧縮機１は、圧縮機駆
動制御器２６により、液面センサ１９の検出値、つまり
非共沸混合冷媒の組成比に基づき、基本となる運転周波
数パターンが変更されるか、あるいは基本運転周波数の
電圧と周波数との比であるＶ／Ｆパターンが変更される
ことになる。

【００２０】室内機１１には、室内熱交換器５で冷媒と
熱交換した空気を室内に送風する室内送風機２７およ
び、送風された空気を案内する室内ルーバ２９が設けら
れている。室内送風機２７は、室内送風機用モータ３１
および室内送風機用モータ制御器３３により、また室内
ルーバ２９は、室内ルーバ用モータ３５および室内ルー
バ用モータ制御器３７によりそれぞれ駆動される。

【００２１】送風機用モータ制御器３３および室内ルー
バ用モータ制御器３７は、図１においては電動式膨脹弁
７の絞りの大きさに基づいて、図３においては液面セン
サ１９の検出値により算出される非共沸混合冷媒の循環
組成比に基づいて、それぞれ室内送風機２７の基本運転
回転数および室内ルーバ２９の基本運転位置を変更す
る。このため、送風機用モータ制御器３３および室内ル
ーバ用モータ制御器３７は、制御手段として機能する。

【００２２】室外機１５には、室外熱交換器９にて冷媒
と熱交換するための外気を送風する室外送風機４１が設
けられている。室外送風機４１は、室外送風機用モータ
４３および室外送風機用モータ制御器４５により駆動さ
れる。室外送風機用モータ制御器４５は、図１において
は電動式膨脹弁７の絞りの大きさに基づいて、図３にお
いては液面センサ１９の検出値により算出される非共沸
混合冷媒の循環組成比に基づいて、それぞれ室外送風機
４１の基本運転回転数を変更する。このため、室外送風
機用モータ制御器４５は、制御手段として機能する。

【００２３】圧縮機１の吐出側には圧縮機吐出温度セン
サ４７が設けられ、圧縮機吐出温度センサ４７の検出信
号は、アキュムレータ１７の液面センサ１９の検出信号
とともに吐出温度制御器４９に入力される。吐出温度制
御器４９は、図１においては電動式膨脹弁７の絞りの大
きさに基づいて、図３においては液面センサ１９の検出
値により算出される非共沸混合冷媒の循環組成比に基づ
いて、それぞれ圧縮機１の吐出温度レリース制御の基本
設定温度を変え、インバータ２５を通じて圧縮機１を運
転する。このため、吐出温度制御器４９は、制御手段と
して機能する。また、圧縮機１の運転周波数が一定の場
合、吐出温度制御は電動式膨脹弁７の絞りを変えて行
う。

【００２４】吐出温度レリース制御は、図４に示すよう
に、基準となる三つの設定温度を例えば１００℃、１１
０℃、１２０℃と設定し、吐出温度Ｔ_dが１００℃を越
えて１１０℃以上となったときに、１００℃を下回る状
態まで低下させるように圧縮機１の運転周波数を低下さ
せた後、通常の制御を行わせ、吐出温度の過上昇を防止
する。吐出温度Ｔ_dが１１０℃を越え１２０℃に達して
しまったら、運転を停止する。

【００２５】室内熱交換器５には室内熱交換器温度セン
サ５１が設けられ、この温度センサ５１の検出信号は室
内熱交換器温度制御器５３に入力され、室内熱交換器温
度制御器５３は、図１においては電動式膨脹弁７の絞り
の大きさに基づいて、図３においては液面センサ１９の
検出値により算出される非共沸混合冷媒の循環組成比に
基づいて、それぞれ室内熱交換器温度レリース制御の基
本設定温度を変えてインバータ２５を通じて圧縮機１を
運転する。このため、室内熱交換器温度制御器５３は、
制御手段として機能する。このレリース制御も、前述し
た吐出温度レリース制御と同様に三つの設定温度を決
め、例えば暖房時には室内熱交換器５の温度が規定値以
上にならないようにする。

【００２６】さらに、圧縮機１を駆動するための電流が
規定値以上にならないようにするための電流レリース制
御の際には、前述した圧縮機駆動用制御器２６が、図１
においては電動式膨脹弁７の絞りの大きさに基づいて、
図３においては液面センサ１９の検出値により算出され
る非共沸混合冷媒の循環組成比に基づいて、それぞれ基
本設定電流値を変更する。

【００２７】室外熱交換器９における冷媒流路の両端部
付近には、室外熱交換器入口温度センサ５５および室外
熱交換器出口温度センサ５７が設けられ、これら各温度
センサ５５および５７の検出信号は、除霜用温度制御器
６１に入力される。除霜用温度制御器６１は、図１にお
いては電動式膨脹弁７の絞りの大きさに基づいて、図３
においては液面センサ１９の検出値により算出される非
共沸混合冷媒の循環組成比に基づいて、それぞれ除霜運
転の開始および終了の基本設定温度を変更する。このた
め、除霜用温度制御器６１は、制御手段として機能す
る。

【００２８】圧縮機１とアキュムレータ１７との間には
圧縮機吸込温度センサ６３が設けられ、この温度センサ
６３と室外熱交換器出口温度センサ５７および室内熱交
換器温度センサ５１の各検出信号は、電動式膨脹弁７を
絞り制御する電動式膨脹弁制御器３９に入力される。電
動式膨脹弁制御器３９は、暖房運転時には圧縮機吸込温
度と室外熱交換器出口温度との温度差による蒸発冷媒の
設定過熱度が得られるように、また冷房運転時には、圧
縮機吸込温度と室内熱交換器温度との温度差による蒸発
冷媒の設定過熱度が得られるように、それぞれ電動式膨
脹弁７を制御するが、この各設定過熱度は、電動式膨脹
弁制御器３９により、図１においては電動式膨脹弁７の
絞りの大きさに基づいて、図３においては液面センサ１
９の検出値により算出される非共沸混合冷媒の循環組成
比に基づいて、それぞれ変更される。このため、電動式
膨脹弁制御器３９は、制御手段として機能する。

【００２９】このような構成の冷凍サイクルの基本の暖
房運転を説明する。室外機１５における圧縮機１から吐
出された高温・高圧の気化冷媒は、四方弁３を通過した
後、室内機１１に導かれ、室内熱交換器５を流れる間に
室内送風機２７による室内空気と熱交換することで、室
内に熱を放出し凝縮する。凝縮した冷媒は、室外機１５
に戻り、圧縮機吸込温度センサ６３が検出する圧縮機１
の吸込温度と、室外熱交換器出口温度センサ５７が検出
する室外熱交換器９の出口温度との温度差による蒸発温
度の設定過熱度が得られるように、電動式膨脹弁７で絞
られ減圧された後、室外熱交換器９で室外送風機４１に
よる室外空気と熱交換し、蒸発過程を終了する。室外熱
交換器９で外気の熱を吸収した低圧の気化冷媒は、アキ
ュムレータ１７で完全に気液分離され、再び圧縮機１に
入り高温・高圧の気化冷媒となって吐出され、暖房運転
時の１サイクルが終了する。

【００３０】上記のような冷凍サイクルの運転過程にお
いては、サイクル内を循環する非共沸混合冷媒は、高沸
点冷媒が液として貯溜しやすく、本サイクルにおいて
は、アキュムレータ１７に貯溜される冷媒は高沸点のＲ
１３４ａが大半である。特に、電動式膨脹弁７による絞
り値が小さい（弁開度が大きい）ほど、高沸点冷媒Ｒ１
３４ａの貯溜量が多くなる。すなわち、このように、非
共沸混合冷媒がアキュムレータ１７に液で貯溜される状
況では、冷凍サイクル中を循環する冷媒の量および組成
比が、最初に封入した冷媒の量および組成比と異なるこ
とになる。

【００３１】そこで、図１の例では、電動式膨脹弁７の
絞りにより予め検証されている非共沸混合冷媒の組成比
が変化する運転条件に応じ、また、図３の例では、液面
センサ１９で検出したアキュムレータ１７内の冷媒量に
より算出する循環冷媒の組成比に基づき、ぞれぞれ最適
な冷暖房運転の各種基本運転制御パラメータを変更して
制御する。

【００３２】次に、各種の基本運転制御パラメータを変
更する制御について、具体例を説明する。以下に示す各
種の制御では、図１の例では電動式膨脹弁７の開度が規
定開度以上となったとき、図３の例では液面センサ１９
による検出値が規定値以上となったとき、つまりアキュ
ムレータ１７に規定量以上の高沸点冷媒が貯溜されて、
循環する冷媒のうち能力の高い低沸点冷媒比率が高まっ
たときに、基本運転制御パラメータを変更するようにし
ている。

【００３３】（１）圧縮機１の基本運転制御パターンを
変更して制御する。

【００３４】図５は、圧縮機１の基本運転周波数パター
ンを、変更前および変更後について、インバ−タ２５の
空調負荷に応じて異なるＳコード毎に示したものであ
る。能力の大きい低沸点冷媒が多くなった場合には、圧
縮機駆動用制御器２６により最低周波数のＳ３コードを
除き各Ｓコード毎に運転周波数を低くし、これにより圧
縮機１への入力を低減し、省エネルギが図られる。

【００３５】（２）圧縮機１の基本運転周波数のＶ（電
圧）／Ｆ（周波数）パターンを変更して制御する。

【００３６】図６は圧縮機１の基本運転周波数のＶ／Ｆ
パターンを、変更前および変更後について、インバ−タ
２５の空調負荷に応じて異なるＳコード毎に示したもの
である。能力の大きい低沸点冷媒が多くなった場合に
は、運転負荷が大きくなり、大きなモータトルクを必要
とするので、圧縮機駆動用制御器２６により各Ｓコード
毎にＶ／Ｆ値を大きく、これにより圧縮機１への入力を
低減し、省エネルギが図られる。

【００３７】（３）室内送風機２７の基本運転送風量を
変更して制御する。

【００３８】図７は、室内送風機２７の基本運転回転数
パターンを、変更前および変更後について、室内送風機
２７の送風モード毎に示したものである。能力の大きい
低沸点冷媒が多くなった場合には、冷媒の高低圧差（圧
縮機１の吐出側と吸込み側との圧力差）が大きくなるの
で、室内送風機用モータ３１および室内送風機用モータ
制御器３３により、騒音が問題となる強風モードを除き
送風モード毎に運転回転数を増加させる。これにより、
室内熱交換器５が凝縮器となる暖房時には、高圧側であ
る吐出側の冷媒圧力が下がり、逆に室内熱交換器５が蒸
発器となる冷房時には、低圧側である吸込み側の冷媒圧
力が上がり、これにより前記高低圧差が小さくなって、
省エネルギが図られ、信頼性が向上する。

【００３９】（４）室外送風機４１の基本運転送風量を
変更して制御する。

【００４０】図８は、室外送風機４１の基本運転回転数
パターンを、変更前と変更後とで室外送風機４１の送風
モード毎に示したものである。能力の大きい低沸点冷媒
が多くなった場合には、前記と同様に冷媒の高低圧差が
大きくなるので、室外送風機用モータ４３および室外送
風機用モータ制御器４５により、騒音が問題となる強風
モードを除き送風モード毎に運転回転数を増加させ、こ
れにより室内送風機２７の場合と同様に高低圧差が小さ
くなり、省エネルギが図られ、信頼性が向上する。

【００４１】（５）室内機１１の室内機ルーバ２９の基
本運転位置を変更して制御する。

【００４２】図９は、室内機ルーバ２９の基本運転位置
パターンを、暖房運転時、変更前および変更後につい
て、室内送風機２７の送風モード毎に示したものであ
る。能力の大きい低沸点冷媒が多くなった場合には、高
圧側を一定とした場合凝縮温度が低くなるので、室内ル
ーバ用モータ３５および室内ルーバ用モータ制御器３７
により、微風および弱風モード時には、ルーバ位置をよ
り水平に近付け、比較的温度が低い気流が直接使用者に
吹き付けられるのを防止し、これにより信頼性、快適性
が向上する。

【００４３】（６）室外機１５の電動式膨脹弁７の基本
絞りを変更して制御する。

【００４４】図１０は、電動式膨脹弁７による基本過熱
度パターンを冷・暖房運転時、変更前および変更後につ
いて、運転モード毎に示したものである。能力の大きい
低沸点冷媒が多くなった場合には、前述したように冷媒
の高低圧差が大きくなるので、電動式膨脹弁制御器３９
により、運転モード毎に電動式膨脹弁７の絞りを小さく
て設定過熱度を小さくし、これにより省エネルギが図ら
れ、信頼性が向上する。この設定過熱度制御は、例えば
ファジイ制御あるいはＰＩＤ制御などで行えばよい。

【００４５】（７）圧縮機１の吐出温度レリース制御の
基本設定温度を変更して制御する。

【００４６】図１１は、吐出温度センサ４７が検出する
圧縮機１の吐出温度の基本設定温度パターンを、変更前
および変更後について、ステップ毎に示したものであ
る。能力の大きい低沸点冷媒が多くなった場合には、吐
出温度は高くなりやすいので、吐出温度制御器４９およ
び圧縮機駆動用インバータ２５を通じて吐出温度レリー
ス制御の設定温度を低くして圧縮機１を運転する。これ
により、省エネルギが図られ、信頼性が向上する。

【００４７】（８）室内熱交換器における熱交換器温度
レリース制御の基本設定温度を変更して制御する。

【００４８】図１２は、室内熱交換器温度センサ５１が
検出する熱交換器温度の基本設定温度パターンを、暖房
運転時、変更前と変更後について、ステップ毎に示した
ものである。能力の大きい低沸点冷媒が多くなった場合
には、凝縮温度が低くても凝縮圧力は高くなりやすいの
で、室内熱交換器温度制御器５３および圧縮機駆動用イ
ンバータ２５により、室内熱交換器レリース制御の設定
温度を低くして圧縮機１を運転する。これにより、省エ
ネルギが図られ、信頼性が向上する。

【００４９】（９）圧縮機１の電流レリース制御の基本
設定電流値を変更して制御する。

【００５０】図１３は、圧縮機１の電流制御の基本設定
電流値パターンを、変更前および変更後について、ステ
ップ毎に示したものである。能力の大きい低沸点冷媒が
多くなった場合には、運転負荷が大きくなりやすいの
で、圧縮機駆動用制御器２６により、圧縮機電流レリー
ス制御の設定電流値を大きくして圧縮機１を運転する。
これにより、暖房能力を向上させようとする条件に対応
できる。

【００５１】（１０）各種温度センサの基本温度設定値
を変更して制御する。

【００５２】これは例えば、暖房除霜運転について説明
する。着霜の検知は、室外熱交換器入口温度センサ５５
が検出する室外熱交換器入口温度で行い、除霜動作は、
除霜用二方弁２１を開き、圧縮機１の吐出側のホットガ
スを室外熱交換器９に流して行う。一方、除霜動作終了
は、室外熱交換器入口温度センサ５５が検出する室外熱
交換器入口温度、あるいは室外熱交換器出口温度センサ
５７が検出する室外熱交換器出口温度を見て行う。この
場合にも非共沸混合冷媒の循環組成比に応じて最適な除
霜が行えるように、各温度センサ５５，５７の設定温度
を変更する。なお、着霜の検知については、室外熱交換
器入口温度センサ５５とともに、外気温度を検出する室
外温度センサを用いて行ってもよい。

【００５３】なお、上記した除霜動作としては、四方弁
３を反転させたり、あるいは電動式膨脹弁７を開く方法
であっても構わない。

【００５４】冷房運転時に、例えば室外温度が低く、凝
縮温度の低下とともに蒸発温度が低下し、室内熱交換器
５が凍結する恐れのある場合の検知は、室内熱交換器温
度を見て行い、凍結防止制御は、例えば圧縮機１の運転
周波数の低下、あるいは電動式膨脹弁７の絞りを小さく
するなどで対応する。これらの場合にも、非共沸混合冷
媒の組成比に応じて最適な熱交換器の凍結防止が行える
ように設定温度を変更する。

【００５５】このように、運転時における冷凍サイクル
内の非共沸混合冷媒の高沸点冷媒がアキュムレータ１７
に貯溜され、能力の高い低沸点冷媒の循環組成比が高ま
ったときに、各種の基本運転制御パラメータを変更して
制御することにより、非共沸混合冷媒の実際の循環組成
比に応じた最適な冷凍サイクルの運転が可能となり、冷
暖房など各運転モードに対応した省エネルギ性、快適
性、能力および信頼性の大幅な向上が図れる。

【００５６】なお、前述した（１）〜（１０）の各制御
例は代表的なものについて開示したものであり、この制
御例に限定されるものではない。また、各制御例を単独
で行ってもよいし、複数の制御例を重複して行ってもよ
い。各制御例における変更後の制御値も図５〜図１３の
ものと変わってもよいし、非共沸混合冷媒の組成比に応
じて数段階の変更制御値があっても構わない。また、各
制御が可逆的であり、再び基本制御値に戻っても構わな
い。さらに、空調機の例えば除湿、加湿などの湿度制御
を含めた温度制御の様々な運転モードに対応して各制御
値を変更してもよい。

【００５７】また、前記図３の例において、液面センサ
１９に代えて、例えば非共沸混合冷媒の比誘電率と温度
とを検出し、この２つの検出値により組成比を算出する
ような組成比センサを用いてもよく、電動式膨脹弁７に
代えて、温度式膨脹弁やキャピラリチューブを用いても
構わない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、冷凍サイクル内における非共沸混合冷媒の循環組
成比が変わっても、この循環組成比に応じて機器運転の
基本制御パラメータを変更するようにしたため、組成比
変化に伴うサイクル温度および圧力の変化に対応した安
定した最適な冷凍サイクルが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すヒートポンプ式の空
気調和装置における冷凍サイクルの全体構成図である。

【図２】図１における電動式膨脹弁の開度に対応する高
沸点冷媒のアキュムレータへの貯溜量特性図である。

【図３】図１の冷凍サイクルの変形例を示す全体構成図
である。

【図４】図１の冷凍サイクルにおける吐出温度レリース
制御の説明図である。

【図５】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、圧縮
機の基本運転周波数パターンを、変更前と変更後とでイ
ンバ−タの空調負荷に応じて異なるＳコード毎に示した
説明図である。

【図６】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、圧縮
機の基本運転周波数のＶ／Ｆパターンを、変更前と変更
後とでインバ−タの空調負荷に応じて異なるＳコード毎
に示した説明図である。

【図７】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、室内
送風機の基本運転回転数パターンを、変更前と変更後と
で室内送風機の送風モード毎に示した説明図である。

【図８】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、室外
送風機の基本運転回転数パターンを、変更前と変更後と
で室外送風機の送風モード毎に示した説明図である。

【図９】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、室内
機ルーバの基本運転位置パターンを、暖房運転について
変更前と変更後とで室内送風機の送風モード毎に示した
説明図である。

【図１０】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、電
動式膨脹弁による基本過熱度パターンを、変更前と変更
後とで運転モード毎に示した説明図である。

【図１１】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、圧
縮機の吐出温度の基本設定温度パターンを、変更前と変
更後とでステップ毎に示した説明図である。

【図１２】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、室
内熱交換器温度の基本設定温度パターンを、暖房運転に
ついて変更前と変更後とでステップ毎に示した説明図で
ある。

【図１３】図１または図３の冷凍サイクルにおいて、圧
縮機の電流制御の基本設定電流値パターンを、変更前と
変更後とでステップ毎に示した説明図である。

【符号の説明】

１圧縮機５室内熱交換器７電動式膨脹弁（絞り機構）９室外熱交換器１９液面センサ（組成比検出手段）３３室内送風機用モータ制御器（制御手段）３７室内ルーバ用モータ制御器（制御手段）３９電動式膨脹弁制御器（制御手段）４５室外送風機用モータ制御器（制御手段）４９吐出温度制御器（制御手段）５３室内熱交換器温度制御器（制御手段）６１除霜用温度制御器（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下哲司神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者後藤功一神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機，室外熱交換器，室内熱交換器お
よび、絞り機構を備えた冷凍サイクル内に非共沸混合冷
媒を封入し、この非共沸混合冷媒の組成比が変化する運
転条件に応じて、基本となる運転制御パラメータを変更
する制御手段を設けたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】組成比が変化する運転条件は、絞り機構
の絞り度合いであることを特徴とする請求項１記載の空
気調和装置。
【請求項３】圧縮機，室外熱交換器，室内熱交換器お
よび、絞り機構を備えた冷凍サイクル内に非共沸混合冷
媒を封入し、前記冷凍サイクルの運転時における非共沸
混合冷媒の組成比を検出する組成比検出手段と、この組
成比検出手段の検出値に応じて基本となる運転制御パラ
メータを変更する制御手段とを設けたことを特徴とする
空気調和装置。
【請求項４】組成比検出手段は、冷凍サイクル中の所
定位置に設けられて非共沸混合冷媒を液状態で貯溜する
冷媒貯溜部内に設置され、この冷媒貯溜部内の冷媒貯溜
量を検出する液面センサであることを特徴とする請求項
３記載の空気調和装置。