WO2015064439A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2015064439A1
WO2015064439A1 PCT/JP2014/078065 JP2014078065W WO2015064439A1 WO 2015064439 A1 WO2015064439 A1 WO 2015064439A1 JP 2014078065 W JP2014078065 W JP 2014078065W WO 2015064439 A1 WO2015064439 A1 WO 2015064439A1
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WO
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refrigerant
compressor
heat exchanger
temperature
dew condensation
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Application number
PCT/JP2014/078065
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English (en)
French (fr)
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達也 牧野
友佳子 金澤
克典 永吉
山田 剛
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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Publication date
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Priority to CN201480058877.4A priority patent/CN105683672B/zh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/20Electric components for separate outdoor units
    • F24F1/24Cooling of electric components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/20Casings or covers
    • F24F2013/207Casings or covers with control knobs; Mounting controlling members or control units therein
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • F24F2013/221Means for preventing condensation or evacuating condensate to avoid the formation of condensate, e.g. dew

Definitions

  • the present invention flows between an expansion valve and an outdoor heat exchanger when performing a heating operation in which refrigerant is circulated in the order of a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger.
  • the present invention relates to an air conditioner having a refrigerant jacket that cools electrical components with a low-pressure refrigerant in a refrigeration cycle.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2010-25374.
  • an expansion valve there is an air conditioner having a refrigerant jacket that cools an electrical component such as a power element by a low-pressure refrigerant of a refrigeration cycle that flows between the air heater and the outdoor heat exchanger.
  • the heat generation amount of the electrical component is increased to suppress the dew generation by increasing the rotation speed of the compressor to a predetermined rotation speed. Control is performed.
  • the rotation speed of the compressor is increased to a predetermined rotation speed at a stretch, so that the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit is excessive, that is, the heating capacity is excessive.
  • the heating capacity can be secured with a low refrigerant circulation amount, so that the pressure loss from the refrigerant jacket to the suction of the compressor becomes small and the temperature of the refrigerant passing through the refrigerant jacket is low. Tend to be.
  • An object of the present invention is to reduce the low pressure of a refrigeration cycle that flows between an expansion valve and an outdoor heat exchanger when performing a heating operation in which refrigerant is circulated in the order of a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger.
  • an air conditioner having a refrigerant jacket that cools electrical components with the refrigerant, it is intended to suppress condensation in the refrigerant jacket while suppressing occurrence of a compressor on / off due to thermo-off during heating operation.
  • An air conditioner has a refrigerant circuit configured by connecting a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger.
  • the compressor, the indoor heat exchanger A refrigerant jacket that cools the electrical components with the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle that flows between the expansion valve and the outdoor heat exchanger when performing heating operation in which the refrigerant is circulated in the order of the expansion valve and the outdoor heat exchanger.
  • the refrigerant cooling part dew condensation prevention that gradually increases the rotation speed of the compressor Take control.
  • the refrigerant cooling unit that gradually increases the rotation speed of the compressor when the refrigerant cooling unit dew condensation generating condition is determined to be generated in the refrigerant jacket. Condensation prevention control is performed. For this reason, unlike the case where control is performed to increase the rotation speed of the conventional compressor at once, the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit is excessive, that is, the heating capacity is suppressed, and the minimum necessary rotation speed is suppressed. Incremental condensation in the refrigerant jacket can be suppressed.
  • the air-conditioning apparatus is the air-conditioning apparatus according to the first aspect, wherein the refrigerant cooling unit is prevented from excessively condensing even if the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition is satisfied.
  • the control restriction condition is satisfied, the rotational speed of the compressor is not increased.
  • An air conditioner according to a third aspect is the air conditioner according to the first aspect, wherein the refrigerant cooling unit dew condensation prevention control is a lower limit of the compressor rotation speed as long as the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition is satisfied. This is control for repeatedly adding a predetermined rotational speed increment to the lower limit rotational speed.
  • the refrigerant cooling section dew condensation prevention control is repeated by adding a predetermined rotation speed increment to the lower limit rotation speed that is the control lower limit of the rotation speed of the compressor. Control. For this reason, while continuing compressor capacity control which changes the rotation speed of a compressor according to required heating capacity, the rotation speed of a compressor is stepped substantially by raising the lower limit rotation speed in steps. Can be raised.
  • the compressor capacity control for changing the rotation speed of the compressor according to the required heating capacity is continued, and the occurrence of condensation on the refrigerant jacket is suppressed while suppressing occurrence of the compressor on / off due to thermo-off. Can be suppressed.
  • the lower limit rotational speed reaches the predetermined lower limit rotational speed upper limit value even when the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition is satisfied. If it is, the rotation speed increment is not added to the lower limit rotation speed.
  • An air conditioner according to a fifth aspect is the air conditioner according to any one of the first to fourth aspects, wherein the temperature of the refrigerant flowing between the refrigerant jacket and the outdoor heat exchanger, and the heat generation of the electrical components. Based on the amount, predict the temperature of the refrigerant cooling part of the refrigerant jacket that is in thermal contact with the electrical component, predict the dew point temperature based on the ambient temperature of the refrigerant jacket, and the predicted temperature of the refrigerant cooling part is When it is lower than the dew condensation determination temperature determined based on the dew point temperature, the refrigerant cooling section dew condensation generation condition is satisfied.
  • the most preferable index as to whether or not the condition for generating condensation of the refrigerant cooling section is satisfied is to determine whether or not the temperature of the refrigerant cooling section of the refrigerant jacket that is in thermal contact with the electrical component is lower than the dew point temperature in the atmosphere of the refrigerant jacket That is.
  • the temperature of which part of the refrigerant cooling part should be the typical temperature of the refrigerant cooling part. It is not easy to determine whether the temperature is appropriate, and if a large number of temperature sensors are provided in the coolant cooling section, the cost increases.
  • the temperature of the refrigerant cooling section is predicted based on the temperature of the refrigerant flowing between the refrigerant jacket and the outdoor heat exchanger and the amount of heat generated by the electrical components.
  • the dew point temperature is predicted based on the ambient temperature of the refrigerant jacket, and if the predicted temperature of the refrigerant cooling unit is lower than the dew condensation determination temperature determined based on the dew point temperature, the refrigerant cooling unit dew condensation It is assumed that the conditions for occurrence are met.
  • the temperature of the refrigerant flowing between the refrigerant jacket and the outdoor heat exchanger can be detected by a temperature sensor provided on the liquid side of the outdoor heat exchanger, and the calorific value of the electrical component is It can be predicted from the current value flowing through the component.
  • the temperature of the refrigerant cooling section and the dew point temperature of the refrigerant jacket are predicted, and the refrigerant cooling section dew condensation generation condition is satisfied using these predicted refrigerant cooling section temperature and dew point temperature. Whether or not can be determined appropriately.
  • the air conditioner according to a sixth aspect is the air conditioner according to any of the first to fifth aspects, wherein the refrigerant enclosed in the refrigerant circuit is R32.
  • the heating capacity can be secured with a low refrigerant circulation amount, and the pressure loss from the refrigerant jacket to the suction of the compressor is reduced. Therefore, the temperature of the refrigerant passing through the refrigerant jacket tends to be low. For this reason, dew condensation is likely to occur in the refrigerant jacket, and the frequency at which the above-described control for increasing the rotation speed of the compressor to a predetermined rotation speed is also increased, so that it becomes easier to repeat the start and stop of the compressor due to thermo-off. There is a fear.
  • the refrigerant cooling unit dew condensation prevention control is performed as described above, it is possible to suppress dew condensation in the refrigerant jacket while suppressing occurrence of the compressor on / off due to thermo-off during heating operation. .
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the air conditioner 1 is a device that can cool and heat a room such as a building by performing a vapor compression refrigeration cycle.
  • the air conditioner 1 is mainly configured by connecting an outdoor unit 2 and an indoor unit 4.
  • the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 are connected via a liquid refrigerant communication tube 5 and a gas refrigerant communication tube 6.
  • the vapor compression refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 via the refrigerant communication pipes 5 and 6.
  • the refrigerant circuit 10 contains R32, which is a kind of HFC refrigerant, as a refrigerant.
  • the indoor unit 4 is installed indoors and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the indoor unit 4 mainly has an indoor heat exchanger 41.
  • the indoor heat exchanger 41 is a heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator during cooling operation to cool room air, and functions as a refrigerant radiator during heating operation to heat indoor air.
  • the liquid side of the indoor heat exchanger 41 is connected to the liquid refrigerant communication tube 5, and the gas side of the indoor heat exchanger 41 is connected to the gas refrigerant communication tube 6.
  • the indoor unit 4 has an indoor fan 42 for sucking indoor air into the indoor unit 4 and exchanging heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 41 and supplying the indoor air as supply air. That is, the indoor unit 4 has an indoor fan 42 as a fan that supplies indoor air as a heating source or cooling source of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 41 to the indoor heat exchanger 41.
  • the indoor fan 42 a centrifugal fan or a multiblade fan driven by an indoor fan motor 42a is used as the indoor fan 42.
  • the indoor unit 4 is provided with various sensors. Specifically, the indoor heat exchanger 41 includes an indoor heat exchange liquid side temperature sensor 49 that detects a refrigerant temperature Trrl on the liquid side of the indoor heat exchanger 41, and refrigerant refrigerant in an intermediate portion of the indoor heat exchanger 41. An indoor heat exchanger intermediate temperature sensor 48 for detecting the temperature Trrm is provided. The indoor unit 4 is provided with an indoor temperature sensor 50 that detects the temperature Tra of the indoor air sucked into the indoor unit 4.
  • the indoor unit 4 has an indoor side control unit 40 that controls the operation of each unit constituting the indoor unit 4.
  • the indoor side control part 40 has a microcomputer, memory, etc. provided in order to control the indoor unit 4, and exchanges a control signal etc. between remote controls (not shown).
  • the control signal and the like can be exchanged with the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit 2 is installed outside and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the outdoor unit 2 mainly includes a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, a refrigerant jacket 29, an expansion valve 26, a liquid side closing valve 27, and a gas side closing valve 28.
  • a compressor 21 a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, a refrigerant jacket 29, an expansion valve 26, a liquid side closing valve 27, and a gas side closing valve 28.
  • the compressor 21 is a device that compresses the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle until it reaches a high pressure.
  • the compressor 21 has a hermetic structure in which a rotary type or scroll type positive displacement compression element (not shown) is rotationally driven by a compressor motor 21a whose frequency (number of rotations) can be controlled by an inverter. That is, the compressor 21 is configured to be able to control the operating capacity by changing the frequency (the number of rotations).
  • the compressor 21 has a suction pipe 31 connected to the suction side and a discharge pipe 32 connected to the discharge side.
  • the suction pipe 31 is a refrigerant pipe that connects the suction side of the compressor 21 and the four-way switching valve 22.
  • the discharge pipe 32 is a refrigerant pipe that connects the discharge side of the compressor 21 and the four-way switching valve 22.
  • the four-way switching valve 22 is a switching valve for switching the direction of refrigerant flow in the refrigerant circuit 10.
  • the four-way switching valve 22 causes the outdoor heat exchanger 23 to function as a radiator for the refrigerant compressed in the compressor 21 and the indoor heat exchanger 41 for the refrigerant that has radiated heat in the outdoor heat exchanger 23.
  • the suction side (here, the suction pipe 31) of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 6 side (here, the second gas refrigerant pipe 34) are connected (solid line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1). See).
  • the four-way switching valve 22 causes the outdoor heat exchanger 23 to function as an evaporator of the refrigerant that has radiated heat in the indoor heat exchanger 41 during the heating operation, and the indoor heat exchanger 41 is compressed in the compressor 21. Switching to a heating cycle state that functions as a refrigerant radiator.
  • the four-way switching valve 22 is connected to the discharge side (here, the discharge pipe 32) of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 6 side (here, the second gas refrigerant pipe 34). (Refer to the broken line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1).
  • the suction side of the compressor 21 here, the suction pipe 31
  • the gas side of the outdoor heat exchanger 23 here, the first gas refrigerant pipe 33
  • the first gas refrigerant pipe 33 is a refrigerant pipe connecting the four-way switching valve 22 and the gas side of the outdoor heat exchanger 23.
  • the second gas refrigerant pipe 34 is a refrigerant pipe that connects the four-way switching valve 22 and the gas-side closing valve 28.
  • the outdoor heat exchanger 23 is a heat exchanger that functions as a refrigerant radiator that uses outdoor air as a cooling source during cooling operation, and that functions as a refrigerant evaporator that uses outdoor air as a heating source during heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 23 has a liquid side connected to the liquid refrigerant pipe 35 and a gas side connected to the first gas refrigerant pipe 33.
  • the liquid refrigerant pipe 35 is a refrigerant pipe that connects the liquid side of the outdoor heat exchanger 23 and the liquid refrigerant communication pipe 5 side.
  • the expansion valve 26 is a valve that depressurizes the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle radiated in the outdoor heat exchanger 23 to the low pressure of the refrigeration cycle during the cooling operation.
  • the expansion valve 26 is a valve for reducing the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle radiated in the indoor heat exchanger 41 to the low pressure of the refrigeration cycle during heating operation.
  • the expansion valve 26 is provided in a portion of the liquid refrigerant pipe 35 near the liquid side closing valve 27.
  • an electric expansion valve is used as the expansion valve 26.
  • the refrigerant jacket 29 cools a highly exothermic electrical component 72 (cooled component) such as a power element constituting an electrical component unit 70 to be described later with a refrigerant flowing between the outdoor heat exchanger 23 and the expansion valve 26. It is a heat exchanger. That is, the refrigerant jacket 29 functions as a heat exchanger that cools the electrical component 72 with the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle after radiating heat in the outdoor heat exchanger 23 during the cooling operation, and is decompressed by the expansion valve 26 during the heating operation. It functions as a heat exchanger that cools the electrical component 72 with the low-pressure refrigerant of the later refrigeration cycle.
  • the liquid side shut-off valve 27 and the gas side shut-off valve 28 are valves provided at connection ports with external devices and pipes (specifically, the liquid refrigerant communication pipe 5 and the gas refrigerant communication pipe 6).
  • the liquid side closing valve 27 is provided at the end of the liquid refrigerant pipe 35.
  • the gas side closing valve 28 is provided at the end of the second gas refrigerant pipe 34.
  • the outdoor unit 2 has an outdoor fan 36 for sucking outdoor air into the outdoor unit 2, exchanging heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23, and then discharging the air to the outside. That is, the outdoor unit 2 includes an outdoor fan 36 as a fan that supplies outdoor air as a cooling source or a heating source of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 23 to the outdoor heat exchanger 23.
  • the outdoor fan 36 a propeller fan or the like driven by an outdoor fan motor 36a is used as the outdoor fan 36.
  • the outdoor unit 2 is provided with various sensors. Specifically, the suction pipe 31 is provided with a suction temperature sensor 43 that detects the temperature Ts of the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the compressor 21.
  • the discharge pipe 32 is provided with a discharge temperature sensor 44 that detects the temperature Td of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the compressor 21.
  • the outdoor heat exchanger 23 includes an outdoor heat exchange intermediate temperature sensor 45 that detects a refrigerant temperature Torm in an intermediate portion of the outdoor heat exchanger 23, and an outdoor that detects a refrigerant temperature Torl on the liquid side of the outdoor heat exchanger 23.
  • a heat exchanger side temperature sensor 46 is provided.
  • the outdoor unit 2 is provided with an outdoor temperature sensor 47 that detects the temperature Toa of the outdoor air sucked into the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit 2 includes an outdoor control unit 20 that controls the operation of each unit constituting the outdoor unit 2.
  • the outdoor side control part 20 has the microcomputer, memory, etc. which were provided in order to control the outdoor unit 2, and controls signal between the indoor units 4 (namely, indoor side control part 40). Etc. can be exchanged.
  • the outdoor control unit 20 includes an electrical component unit 70 described later.
  • Refrigerant communication pipes 5 and 6 are refrigerant pipes constructed on site when the air conditioner 1 is installed at an installation location such as a building, and installation conditions such as the installation location and a combination of an outdoor unit and an indoor unit. Those having various lengths and tube diameters are used.
  • the refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2, the indoor unit 4, and the refrigerant communication pipes 5 and 6.
  • the refrigerant circuit 10 mainly includes a compressor 21, an outdoor heat exchanger 23 as a radiator or an evaporator, a refrigerant jacket 29, an expansion valve 26, and an indoor heat exchanger 41 as an evaporator or a radiator. It is configured. Then, the cooling operation as the refrigeration cycle operation for circulating the refrigerant in the order of the compressor 21, the outdoor heat exchanger 23 as a radiator, the expansion valve 26, and the indoor heat exchanger 41 as an evaporator is performed.
  • the electric component 72 When this cooling operation is performed, the electric component 72 is cooled by the refrigerant jacket 29 by the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle flowing between the outdoor heat exchanger 23 and the expansion valve 26.
  • the heating operation is performed as a refrigeration cycle operation in which refrigerant is circulated in the order of the compressor 21, the indoor heat exchanger 41 as a radiator, the expansion valve 26, and the outdoor heat exchanger 23 as an evaporator,
  • the electric component 72 is cooled by the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle flowing between the expansion valve 26 and the outdoor heat exchanger 23 by the refrigerant jacket 29.
  • the air conditioner 1 can control each device of the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 by the control unit 8 including the indoor side control unit 40 and the outdoor side control unit 20. That is, the indoor side control unit 40 and the outdoor side control unit 20 constitute a control unit 8 that performs operation control of the entire air conditioner 1 including the refrigeration cycle operation such as the cooling operation and the heating operation.
  • control unit 8 is connected so as to receive detection signals from the various sensors 43 to 50 and the like, and based on these detection signals and the like, various devices and valves 21a, 22, 26 are connected. , 36a, 42a, etc. are connected so that they can be controlled.
  • FIG. 3 is a plan sectional view of the outdoor unit 2.
  • FIG. 4 is a front view showing a state where the blower room side front plate 54 and the machine room side front plate 55 of the outdoor unit 2 are removed.
  • directions and surfaces such as “top”, “bottom”, “left”, “right”, “front”, “side”, “back”, “top”, “bottom” are shown.
  • the wording means a direction and a surface when the outdoor unit 2 shown in FIG. 4 is a front surface unless otherwise specified.
  • the outdoor unit 2 has a structure (so-called trunk type structure) in which the blower chamber S1 and the machine chamber S2 are formed by dividing the internal space of the unit casing 50 into left and right by a partition plate 57 extending in the vertical direction. .
  • the outdoor unit 2 is configured to discharge air from the front surface of the unit casing 50 after sucking outdoor air into the inside from a part of the back surface and side surface of the unit casing 50.
  • the outdoor unit 2 mainly connects the unit casing 50, the compressor 21, the four-way switching valve 22, the outdoor heat exchanger 23, the expansion valve 26, the refrigerant jacket 29, the closing valves 27 and 28, and these devices.
  • a refrigerant circuit component including the refrigerant pipes 31 to 35, an outdoor fan 36, an electrical component unit 70 provided with a plurality of electrical components, and various sensors 43 to 47 are provided.
  • the blower chamber S1 is formed near the left side surface of the unit casing 50 and the machine chamber S2 is formed near the right side surface of the unit casing 50 will be described, but the left and right sides may be reversed.
  • the unit casing 50 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and mainly contains the refrigerant circuit components 21 to 28, the outdoor fan 36, and the electrical component unit 70.
  • the unit casing 50 includes a bottom plate 51, a blower chamber side plate 52, a machine chamber side plate 53, a blower chamber side front plate 54, a machine chamber side front plate 55, and a top plate 56.
  • the bottom plate 51 is a plate-like member that constitutes the bottom surface portion of the unit casing 50.
  • foundation legs 58 and 59 fixed to the field installation surface are provided.
  • the blower chamber side plate 52 is a plate-like member that constitutes a side surface portion of the unit casing 50 near the blower chamber S1.
  • the lower part of the blower chamber side plate 52 is fixed to the bottom plate 51.
  • the blower chamber side plate 52 is formed with an outdoor air suction port 52 a that is sucked into the unit casing 50 by the outdoor fan 36.
  • the machine room side plate 53 is a plate-like member that constitutes a part of the side part of the unit casing 50 near the machine room S2 and the back part of the unit casing 50 near the machine room S2.
  • the lower part of the machine room side plate 53 is fixed to the bottom plate 51.
  • an outdoor air suction port 52b sucked into the unit casing 50 by the outdoor fan 36 is provided. Is formed.
  • the blower chamber side front plate 54 is a plate-like member that constitutes the front portion of the blower chamber S1 of the unit casing 50.
  • the lower portion of the blower chamber side front plate 54 is fixed to the bottom plate 51, and the left end portion thereof is fixed to the front end portion of the blower chamber side plate 52.
  • the blower chamber side front plate 54 is provided with an outlet 54 a for blowing out outdoor air taken into the unit casing 50 by the outdoor fan 36.
  • the machine room side front plate 55 is a plate-like member that constitutes a part of the front part of the machine room S2 of the unit casing 50 and a part of the side part of the machine room S2 of the unit casing 50.
  • the machine room side front plate 55 has an end portion on the fan chamber S1 side fixed to an end portion on the machine room S2 side of the fan chamber side front plate 54, and an end portion on the back side on the front side of the machine room side plate 53. It is fixed to the end of the.
  • the top plate 56 is a plate-like member that constitutes the top surface portion of the unit casing 50.
  • the top plate 56 is fixed to the blower chamber side plate 52, the machine room side plate 53, and the blower chamber side front plate 54.
  • the partition plate 57 is a plate-like member that is arranged on the bottom plate 51 and extends in the vertical direction.
  • the partition plate 57 divides the internal space of the unit casing 50 into left and right, thereby forming a blower chamber S1 near the left side and a machine chamber S2 near the right side.
  • the lower portion of the partition plate 57 is fixed to the bottom plate 51, the front end portion thereof is fixed to the blower chamber side front plate 54, and the rear end portion thereof is the end of the outdoor heat exchanger 22 on the machine room S2 side. It is fixed to the part.
  • the outdoor fan 36 is disposed in the blower chamber S1 at a position on the front side of the outdoor heat exchanger 23 so as to face the outlet 54a.
  • the outdoor heat exchanger 23 is a substantially L-shaped heat exchanger panel, and is arranged along the left side surface and the back surface of the unit casing 50 in the blower chamber S1.
  • the compressor 21 is a vertical cylindrical hermetic compressor and is disposed in the machine room S2.
  • the electrical component unit 70 is disposed in the machine room S2 so as to be located near the front surface of the unit casing 50.
  • the electrical component unit 70 is a unit provided with a plurality of electrical components used for controlling the devices in the outdoor unit 2, and configures the outdoor control unit 20.
  • the electrical component unit 70 mainly includes a substrate 71 and a plurality of electrical components including a highly exothermic electrical component 72 such as a power element constituting an inverter of the compressor motor 21a.
  • the highly exothermic electrical component 72 is mounted on the front surface of the substrate 71.
  • the refrigerant jacket 29 is a vertically long member along the longitudinal direction of the U-bent portion of the liquid refrigerant pipe 35, and is supported on the substrate 71.
  • the refrigerant jacket 29 has a refrigerant cooling part 29a to which a liquid refrigerant pipe 35 bent in a U-shape so as to be folded up and down is mounted.
  • the refrigerant cooling unit 29 a is disposed so as to cover the electrical component 72 mounted on the substrate 71 from the front surface, and is in thermal contact with the electrical component 72.
  • refrigerant circuit components such as the four-way switching valve 22 and the expansion valve 26 and various sensors 43 to 47 are also arranged in the unit casing 50.
  • movement of the air conditioning apparatus 1 is demonstrated using FIG.
  • the air conditioner 1 can perform a cooling operation and a heating operation while cooling the electric component 72 by the refrigerant jacket 29. Further, here, during the cooling operation and the heating operation, compressor capacity control for adjusting the frequency (the number of rotations) of the compressor 21 according to the required air conditioning capacity is performed. The cooling operation, the heating operation, and the compressor capacity control are performed by the control unit 8.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the compressor 21 and is compressed until it reaches a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the outdoor heat exchanger 23 through the four-way switching valve 22.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 performs heat exchange with the outdoor air supplied as a cooling source by the outdoor fan 36 in the outdoor heat exchanger 23 to dissipate heat to become a high-pressure liquid refrigerant. .
  • the high-pressure liquid refrigerant radiated in the outdoor heat exchanger 23 is sent to the refrigerant jacket 29.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the refrigerant jacket 29 is heated by exchanging heat with the electric component 72 that is the component to be cooled.
  • the electrical component 72 is cooled according to the flow rate (that is, the refrigerant circulation amount) and the temperature of the high-pressure liquid refrigerant flowing through the refrigerant jacket 29.
  • the high-pressure liquid refrigerant heated in the refrigerant jacket 29 is sent to the expansion valve 26.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the expansion valve 26 is decompressed to the low pressure of the refrigeration cycle by the expansion valve 26, and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the expansion valve 26 is sent to the indoor heat exchanger 41 through the liquid side closing valve 27 and the liquid refrigerant communication pipe 5.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the indoor heat exchanger 41 evaporates in the indoor heat exchanger 41 by exchanging heat with indoor air supplied as a heating source by the indoor fan 42. As a result, the room air is cooled and then supplied to the room to cool the room.
  • the low-pressure gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 41 is again sucked into the compressor 21 through the gas refrigerant communication pipe 6, the gas side closing valve 28 and the four-way switching valve 22.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the compressor 21 and is compressed until it reaches a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the indoor heat exchanger 41 through the four-way switching valve 22, the gas side closing valve 28 and the gas refrigerant communication pipe 6.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor heat exchanger 41 radiates heat by exchanging heat with indoor air supplied as a cooling source by the indoor fan 42 in the indoor heat exchanger 41 to become a high-pressure liquid refrigerant. . Thereby, indoor air is heated, and indoor heating is performed by being supplied indoors after that.
  • the high-pressure liquid refrigerant radiated by the indoor heat exchanger 41 is sent to the expansion valve 26 through the liquid refrigerant communication pipe 5 and the liquid side closing valve 27.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the expansion valve 26 is decompressed to the low pressure of the refrigeration cycle by the expansion valve 26 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the expansion valve 26 is sent to the refrigerant jacket 29.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the refrigerant jacket 29 is heated by exchanging heat with the electric component 72 that is the component to be cooled. At this time, the electric component 72 is cooled according to the flow rate (that is, the refrigerant circulation amount) and the temperature of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing through the refrigerant jacket 29.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant heated in the refrigerant jacket 29 is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 evaporates in the outdoor heat exchanger 23 by exchanging heat with the outdoor air supplied as a heating source by the outdoor fan 36. Become a gas refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 23 is again sucked into the compressor 21 through the four-way switching valve 22.
  • compressor capacity control is performed to adjust the frequency (rotation speed) of the compressor 21 according to the required air conditioning capability.
  • the frequency (rotation speed) of the compressor 21 is adjusted according to the above.
  • the temperature difference between the indoor air temperature Tra and the target indoor temperature Tras corresponds to the required air conditioning capacity (here, the required cooling capacity).
  • the required cooling capacity is large (that is, when Tra-Tras is large)
  • the frequency (rotational speed) of the compressor 21 is changed.
  • the required cooling capacity is small (that is, when Tra-Tras is small)
  • the frequency (the number of rotations) of the compressor 21 is changed to be small.
  • the compressor capacity control is performed according to the temperature difference between the indoor air temperature Tra detected by the indoor temperature sensor 50 and the target indoor temperature Tras set by a remote controller (not shown) or the like.
  • the frequency (rotational speed) of the compressor 21 is adjusted.
  • the temperature difference between the indoor air temperature Tra and the target indoor temperature Tras corresponds to the required air conditioning capacity (here, the required heating capacity).
  • the required heating capacity is large (that is, when Tras-Tra is large)
  • a change is made to increase the frequency (rotation speed) of the compressor 21.
  • the required heating capacity is small (that is, when Tras-Tra is small)
  • a change is made to reduce the frequency (rotation speed) of the compressor 21.
  • the refrigerant jacket that cools the electrical component 72 with the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle that flows between the expansion valve 26 and the outdoor heat exchanger 23 when performing the heating operation As described above, the refrigerant jacket that cools the electrical component 72 with the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle that flows between the expansion valve 26 and the outdoor heat exchanger 23 when performing the heating operation. In the air conditioner 1 having 29, condensation may occur in the refrigerant jacket 29.
  • the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition that is determined to cause dew condensation in the refrigerant jacket 29 is satisfied, the refrigerant cooling unit dew condensation that increases the rotational speed of the compressor 21 stepwise. Preventive control is performed.
  • the refrigerant jacket 29 is a high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle that flows between the outdoor heat exchanger 23 and the expansion valve 26 (the temperature of the refrigerant in this case depends on the atmosphere of the refrigerant jacket 29). This is because it functions as a heat exchanger that cools the electrical component 72 by being above the temperature.
  • FIG. 5 is a flowchart of the refrigerant cooling unit dew condensation prevention control.
  • coolant cooling part dew condensation prevention control demonstrated below is performed by the control part 8 similarly to said basic operation
  • the control unit 8 first determines whether or not a refrigerant cooling unit dew condensation generation condition that determines that dew condensation occurs in the refrigerant jacket 29 is satisfied in step ST1.
  • the most preferable index as an index as to whether or not the refrigerant cooling part dew condensation generation condition is satisfied is that the temperature Tfin of the refrigerant cooling part 29a of the refrigerant jacket 29 that is in thermal contact with the electrical component 72 is the dew point temperature in the atmosphere of the refrigerant jacket 29. It is to determine whether it is lower than Tdew.
  • the temperature Tfin of the refrigerant cooling portion 29a of the refrigerant jacket 29 is high in the portion close to the electric component 72 and low in the portion far from the electric component 72, the temperature of which portion of the refrigerant cooling portion 72 is the temperature of the refrigerant cooling portion 29a. It is not easy to determine whether it is appropriate to set a representative temperature, and if a large number of temperature sensors are provided in the refrigerant cooling unit 29a, the cost increases.
  • the temperature Tfin of the refrigerant cooling unit 29 is predicted based on the temperature of the refrigerant flowing between the refrigerant jacket 29 and the outdoor heat exchanger 23 and the amount of heat generated by the electrical component 72.
  • the temperature of the refrigerant flowing between the refrigerant jacket 29 and the outdoor heat exchanger 23 is the refrigerant temperature Torl detected by the outdoor heat exchanger side temperature sensor 46 provided on the liquid side of the outdoor heat exchanger 23.
  • the amount of heat generated by the electrical component 72 can be predicted from the current value Iinv flowing through the electrical component 72.
  • the temperature Tfin of the refrigerant cooling unit 29 is expressed by the temperature Torl of the refrigerant flowing between the refrigerant jacket 29 and the outdoor heat exchanger 23 and the current value Iinv flowing through the electric component 72 as shown in the following equation. It is expressed as a relational expression and predicted.
  • is a coefficient obtained experimentally in advance.
  • the dew point temperature Tdew is predicted based on the ambient temperature of the refrigerant jacket 29.
  • the ambient temperature of the refrigerant jacket 29 the outdoor air temperature Toa detected by the outdoor temperature sensor 47 is used.
  • the dew point temperature Tdew is expressed as a relational expression of the outdoor air temperature Toa as in the following equation, and is predicted.
  • is a coefficient obtained experimentally in advance
  • is a dew point coefficient.
  • Tdew ⁇ ⁇ Toa + ⁇ (B)
  • Tfin of the refrigerant cooling unit 29a predicted by the relational expression (A) is lower than the dew condensation determination temperature (Tdew + ⁇ Tdew1) determined based on the dew point temperature Tdew predicted by the relational expression (B).
  • the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition is satisfied.
  • ⁇ Tdew1 is a dew condensation determination value
  • the dew condensation determination temperature is set to a value higher than the dew condensation temperature Tdew.
  • the condensation determination temperature is set to a value close to the condensation temperature Tdew.
  • the temperature Tfin and the dew point temperature Tdew of the refrigerant cooling unit 29a of the refrigerant jacket 29 are predicted, and the refrigerant temperature is determined using the predicted temperature Tfin and dew point temperature Tdew of the refrigerant cooling unit 29a. It is possible to appropriately determine whether or not the cooling section condensation occurrence condition is satisfied.
  • step ST2 determines in step ST2 a lower limit frequency fm (lower limit) that is a control lower limit of the frequency (rotational speed) of the compressor 21.
  • a predetermined frequency increment ⁇ fm rotatingal speed increment ⁇ Nm
  • the process returns to the determination process of whether or not the refrigerant cooling section dew condensation generation condition is satisfied in step ST1.
  • the control unit 8 increases the predetermined frequency increment ⁇ fm (to the lower limit frequency fm (lower limit rotation speed Nm) that is the lower limit of control of the frequency (rotation speed) of the compressor 21.
  • the addition of the rotation speed increment ⁇ Nm) is repeated.
  • the control lower limit of the frequency (the number of rotations) of the compressor 21 means the control lower limit in the compressor capacity control. To do.
  • the lower limit frequency fm0 (lower limit rotational speed Nm0), which is the initial value of the control lower limit in the compressor capacity control, is set to a predetermined value.
  • a frequency increment ⁇ fm (rotational speed increment ⁇ Nm) is added, and then a frequency increment ⁇ fm (rotational speed increment ⁇ Nm) is added to the lower limit frequency fm (lower limit rotational speed Nm) to which the frequency increment ⁇ fm (rotational speed increment ⁇ Nm) is added.
  • the lower limit frequency fm (lower limit rotational speed Nm) is increased stepwise while continuing the compressor capacity control for changing the frequency (rotational speed) of the compressor 21 in accordance with the required heating capacity.
  • the frequency (rotational speed) of the compressor 21 can be substantially increased stepwise.
  • the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit 10 is suppressed, that is, the heating capacity is suppressed and the minimum necessary amount is suppressed. Condensation in the refrigerant jacket 29 can be suppressed by increasing the rotational speed.
  • step ST3 the control unit 8 determines in step ST3 that no dew condensation occurs in the refrigerant jacket 29. Determine whether release conditions are met.
  • the temperature Tfin of the refrigerant cooling unit 29a of the refrigerant jacket 29 that is in thermal contact with the electrical component 72 is the same as the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition in step ST1. Is used to determine whether the temperature is higher than the dew point temperature Tdew in the atmosphere of the refrigerant jacket 29.
  • the temperature Tfin of the refrigerant cooling unit 29a predicted by the relational expression (A) is higher than the dew condensation release temperature (Tdew + ⁇ Tdew2) determined based on the dew point temperature Tdew predicted by the relational expression (B).
  • ⁇ Tdew2 is a dew condensation release value, and is set such that the dew condensation release temperature is higher than the dew condensation determination temperature in order to obtain a state in which the dew condensation in the refrigerant jacket 29 is reliably suppressed.
  • the temperature Tfin and the dew point temperature Tdew of the refrigerant cooling unit 29a of the refrigerant jacket 29 are predicted, and the refrigerant temperature is determined using the predicted temperature Tfin and dew point temperature Tdew of the refrigerant cooling unit 29a. It is possible to appropriately determine whether or not the cooling unit condensation release condition is satisfied.
  • Step ST4 when it is determined in Step ST3 that the refrigerant cooling unit dew condensation release condition is satisfied, the control unit 8 in Step ST4, the lower limit frequency fm (lower limit) which is the control lower limit of the frequency (rotational speed) of the compressor 21.
  • step ST3 when it is determined in step ST3 that the refrigerant cooling unit dew condensation release condition is not satisfied, the control unit 8 sets the lower limit frequency fm (lower limit rotation number Nm) which is the lower limit of control of the frequency (rotation number) of the compressor 21.
  • the refrigerant cooling unit dew condensation prevention control is continued by returning to the determination process of whether or not the refrigerant cooling unit dew condensation generation condition is satisfied in step ST1.
  • the control part 8 is predetermined to the minimum frequency fm (lower limit rotation speed Nm) which is a control lower limit of the frequency (rotation speed) of the compressor 21.
  • the frequency increment ⁇ fm (rotational speed increment ⁇ Nm) is repeatedly added to increase the frequency (rotational speed) of the compressor 21 stepwise.
  • step ST5 is a process of determining whether or not the refrigerant cooling section dew condensation prevention control restriction condition is satisfied, where the frequency (rotational speed) of the compressor 21 is excessively high.
  • the lower limit frequency fm (lower limit rotational speed Nm) which is the control lower limit of the frequency (revolution speed) of the compressor 21 is a predetermined lower limit frequency upper limit value fmx (lower limit rotational speed upper limit value Nmx). ), That is, whether fm (Nm) ⁇ fmx (Nmx) is satisfied.
  • step ST5 when fm (Nm) ⁇ fmx (Nmx) is satisfied, a process of stepwise increasing the frequency (rotation speed) of the compressor 21 in step ST2 is performed, and fm (Nm) ⁇ fmx ( If Nmx) is not satisfied, the process of stepwise increasing the frequency (rotational speed) of the compressor 21 in step ST2 is not performed. That is, even when the refrigerant cooling section dew condensation generation condition is satisfied in step ST1, the control unit 8 sets the lower limit frequency fm (lower limit rotation speed Nm) to the lower limit frequency upper limit value fmx (lower limit rotation speed upper limit value Nmx) in step ST5. Is reached, the frequency increment ⁇ fm (rotational speed increment ⁇ Nm) is not added to the lower limit frequency fm (lower limit rotational speed Nm).
  • a predetermined frequency increment ⁇ fm (a lower limit frequency fm (lower limit rotational speed Nm) that is a lower limit of control of the frequency (rotational speed) of the compressor 21 is set.
  • the frequency (rotation speed) of the compressor 21 is increased stepwise.
  • control for increasing the frequency (the number of rotations) of the compressor 21 in stages is not limited to this.
  • step ST ⁇ b> 2 the control unit 8 temporarily stops the compressor capacity control, and repeats adding a predetermined frequency increment (rotational speed increment) to the current value of the frequency (rotational speed) of the compressor 21.
  • the frequency (rotational speed) of the compressor 21 may be increased stepwise.
  • step ST4 the control unit 8 cancels the refrigerant cooling unit dew condensation prevention control by returning to the compressor capacity control, and returns the frequency (the number of rotations) of the compressor 21 to the original value. That's fine.
  • step ST5 determination of whether the frequency (rotation speed) of the compressor 21 is excessively high satisfy
  • one expansion valve 26 is provided, and the electric component is generated by the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle that flows between the expansion valve 26 and the outdoor heat exchanger 23.
  • the air conditioner 1 including the refrigerant circuit 10 provided with the refrigerant jacket 29 for cooling the 72, the refrigerant cooling unit dew condensation prevention control is applied, but is not limited thereto.
  • the refrigerant cooling unit condensation similar to that in the first embodiment and the first and second modifications thereof is applied to the air conditioner 101 having the refrigerant circuit 110 including the two expansion valves 24 and 26. Prevention control may be applied.
  • the configuration of the air conditioning apparatus 101 having the refrigerant circuit 110 is the same as the configuration of the air conditioning apparatus 1 of the first embodiment except that the configuration of the outdoor unit is different.
  • the configuration will be mainly described.
  • the outdoor unit 102 is installed outside and constitutes a part of the refrigerant circuit 110.
  • the outdoor unit 102 mainly includes a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, a first expansion valve 24, a receiver 25, a second expansion valve 26, and a liquid side closing valve 27.
  • the gas-side closing valve 28 and the receiver gas vent pipe 30 are provided.
  • the outdoor unit 102 includes an outdoor fan 36, various sensors 43 to 47, and an outdoor control unit 40.
  • the compressor 21, the four-way switching valve 22, the outdoor heat exchanger 23, the liquid side closing valve 27, the gas side closing valve 28, various sensors 43 to 47, and the outdoor fan 36 are the same as in the first embodiment. Therefore, the description is omitted here.
  • the first expansion valve 24 is a valve that functions as an upstream side expansion valve that reduces the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated in the outdoor heat exchanger 23 to the intermediate pressure in the refrigeration cycle during the cooling operation.
  • the first expansion valve 24 is a valve that functions as a downstream side expansion valve that reduces the intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle stored in the receiver 25 to a low pressure in the refrigeration cycle during heating operation.
  • the first expansion valve 24 is provided in a portion of the liquid refrigerant pipe 35 near the outdoor heat exchanger 23.
  • an electric expansion valve is used as the first expansion valve 24.
  • the receiver 25 is provided between the first expansion valve 24 and the second expansion valve 26.
  • the receiver 25 is a container that can store an intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle during cooling operation and heating operation.
  • the second expansion valve 26 is a valve that functions as a downstream expansion valve that reduces the intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle stored in the receiver 25 to a low pressure in the refrigeration cycle during cooling operation.
  • the second expansion valve 26 is a valve that functions as an upstream side expansion valve that reduces the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle that has radiated heat in the indoor heat exchanger 41 to the intermediate pressure in the refrigeration cycle during heating operation.
  • the refrigerant jacket 29 is a heat exchanger that cools the electric component 72 (cooled component) with the refrigerant flowing between the outdoor heat exchanger 23 and the first expansion valve 24. That is, the refrigerant jacket 29 functions as a heat exchanger that cools the electrical component 72 with the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle after radiating heat in the outdoor heat exchanger 23 during the cooling operation, and is decompressed by the first expansion valve 24 during the heating operation. It functions as a heat exchanger that cools the electrical component 72 by the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle after being performed.
  • the receiver degassing pipe 30 is a refrigerant pipe that guides an intermediate-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle accumulated in the receiver 25 to the suction pipe 31 of the compressor 21.
  • the receiver degassing pipe 30 is provided so as to connect between the upper part of the receiver 25 and the middle part of the suction pipe 31.
  • the receiver gas vent pipe 30 is provided with a receiver gas vent valve 30a, a capillary tube 30b, and a check valve 30c.
  • the receiver degassing valve 30a is a valve that can be opened and closed to turn on / off the refrigerant flow in the receiver degassing pipe 30, and here, an electromagnetic valve is used.
  • the capillary tube 30b is a mechanism that depressurizes the gas refrigerant accumulated in the receiver 25 to a low pressure in the refrigeration cycle, and here, a capillary tube having a diameter smaller than that of the receiver degassing tube is used.
  • the check valve 30c is a valve mechanism that allows only the flow of refrigerant from the receiver 25 side to the suction pipe 31 side, and a check valve is used here.
  • the outdoor side control part 20 comprises the control part 8 with the indoor side control part 40 similarly to 1st Embodiment.
  • the two expansion valves 24 and 26 and the receiver degassing valve 30a are also controlled by the control unit 8.
  • compressor capacity control is performed as a basic operation.
  • an air conditioning apparatus 101 like the air conditioning apparatus 1 of 1st Embodiment, when performing heating operation, the refrigerating cycle which flows between the 1st expansion valve 24 and the outdoor heat exchanger 23 is carried out.
  • the air conditioner 1 having the refrigerant jacket 29 that cools the electrical component 72 with the low-pressure refrigerant, condensation may occur in the refrigerant jacket 29, but the same refrigerant as in the first embodiment and its modifications 1 and 2
  • By performing the cooling unit dew condensation prevention control it is possible to suppress the dew condensation in the refrigerant jacket 29 while suppressing the occurrence of the start / stop of the compressor 21 due to the thermo-off during the heating operation.
  • the present invention provides a low-pressure refrigerant of a refrigeration cycle that flows between an expansion valve and an outdoor heat exchanger when performing a heating operation in which the refrigerant is circulated in the order of a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger. Therefore, the present invention can be widely applied to an air conditioner having a refrigerant jacket for cooling an electrical component.

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Abstract

 空気調和装置(1、101)では、暖房運転時において、冷媒ジャケット(29)において結露が発生するものと判定される冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合には、圧縮機(21)の回転数を段階的に上昇させる冷媒冷却部結露防止制御を行う。

Description

空気調和装置
 本発明は、空気調和装置、特に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う際に、膨張弁と室外熱交換器との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品を冷却する冷媒ジャケットを有する空気調和装置に関する。
 従来より、特許文献1(特開2010-25374号公報)に示すように、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う際に、膨張弁と室外熱交換器との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によってパワー素子のような電気部品を冷却する冷媒ジャケットを有する空気調和装置がある。この空気調和装置では、冷媒ジャケットに結露が発生する結露発生条件を満たす場合に、圧縮機の回転数を所定回転数に上昇させることによって、電気部品の発熱量を増大させて結露の発生を抑える制御を行うようにしている。
 上記従来の空気調和装置では、結露発生条件を満たす場合に、圧縮機の回転数を所定回転数に一気に上昇させているため、冷媒回路における冷媒循環量が過大、すなわち、暖房能力が過多になって、サーモオフによる圧縮機の発停を繰り返すおそれがある。また、冷媒としてR32を使用する場合には、低冷媒循環量で暖房能力を確保できることから、冷媒ジャケットから圧縮機の吸入までの間の圧損が小さくなって冷媒ジャケットを通過する冷媒の温度が低くなる傾向にある。このため、冷媒ジャケットにおける結露が発生しやすくなり、上記の圧縮機の回転数を所定回転数に一気に上昇させる制御が行われる頻度も増加するため、サーモオフによる圧縮機の発停をさらに繰り返しやすくなるおそれがある。
 本発明の課題は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う際に、膨張弁と室外熱交換器との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品を冷却する冷媒ジャケットを有する空気調和装置において、暖房運転時に、サーモオフによる圧縮機の発停の発生を抑えつつ、冷媒ジャケットにおける結露を抑えることにある。
 第1の観点にかかる空気調和装置は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器が接続されることによって構成された冷媒回路を有しており、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う際に、膨張弁と室外熱交換器との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品を冷却する冷媒ジャケットをさらに有する。そして、ここでは、暖房運転時において、冷媒ジャケットにおいて結露が発生するものと判定される冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合には、圧縮機の回転数を段階的に上昇させる冷媒冷却部結露防止制御を行う。
 ここでは、上記のように、暖房運転時において、冷媒ジャケットにおいて結露が発生するものと判定される冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合に、圧縮機の回転数を段階的に上昇させる冷媒冷却部結露防止制御を行うようにしている。このため、従来の圧縮機の回転数を一気に上昇させる制御を行う場合とは異なり、冷媒回路における冷媒循環量が過大、すなわち、暖房能力が過多になることを抑えつつ、必要最小限の回転数増分で冷媒ジャケットにおける結露を抑えることができる。
 これにより、ここでは、暖房運転時に、サーモオフによる圧縮機の発停の発生を抑えつつ、冷媒ジャケットにおける結露を抑えることができる。
 第2の観点にかかる空気調和装置は、第1の観点にかかる空気調和装置において、冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、圧縮機の回転数が過度に高い冷媒冷却部結露防止制御制限条件を満たす場合には、圧縮機の回転数を上昇させないようにする。
 ここでは、上記のように、冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、圧縮機の回転数が過度に高い冷媒冷却部結露防止制御制限条件を満たす場合には、圧縮機の回転数を上昇させないようにしているため、サーモオフによる圧縮機の発停を効果的に抑えることができる。
 第3の観点にかかる空気調和装置は、第1の観点にかかる空気調和装置において、冷媒冷却部結露防止制御は、冷媒冷却部結露発生条件を満たす限り、圧縮機の回転数の制御下限である下限回転数に所定の回転数増分を加えることを繰り返す制御である。
 ここでは、上記のように、冷媒冷却部結露防止制御を、冷媒冷却部結露発生条件を満たす限り、圧縮機の回転数の制御下限である下限回転数に所定の回転数増分を加えることを繰り返す制御としている。このため、要求暖房能力に応じて圧縮機の回転数を変更する圧縮機容量制御を継続しながら、その下限回転数を段階的に上昇させることによって、実質的に圧縮機の回転数を段階的に上昇させることができる。
 これにより、ここでは、暖房運転時に、要求暖房能力に応じて圧縮機の回転数を変更する圧縮機容量制御を継続しながら、サーモオフによる圧縮機の発停の発生を抑えつつ、冷媒ジャケットにおける結露を抑えることができる。
 第4の観点にかかる空気調和装置は、第3の観点にかかる空気調和装置において、冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、下限回転数が所定の下限回転数上限値に達している場合には、下限回転数に回転数増分を加えないようにする。
 ここでは、上記のように、冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、下限回転数が所定の下限回転数上限値に達している場合には、下限回転数に回転数増分を加えないようにしているため、サーモオフによる圧縮機の発停を効果的に抑えることができる。
 第5の観点にかかる空気調和装置は、第1~第4の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒ジャケットと室外熱交換器との間を流れる冷媒の温度、及び、電気部品の発熱量に基づいて、電気部品に熱的に接触する冷媒ジャケットの冷媒冷却部の温度を予測し、冷媒ジャケットの雰囲気温度に基づいて、露点温度を予測し、予測された冷媒冷却部の温度が、露点温度に基づいて決定される結露判定温度よりも低い場合には、冷媒冷却部結露発生条件を満たすものとする。
 冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの指標として最も好ましい指標は、電気部品に熱的に接触する冷媒ジャケットの冷媒冷却部の温度が冷媒ジャケットの雰囲気における露点温度よりも低いかどうかを判定することである。
 しかし、冷媒ジャケットの冷媒冷却部の温度は、電気部品に近い部分では高く、電気部品から遠い部分では低くなるため、冷媒冷却部のどの部分の温度を冷媒冷却部の代表的な温度とすることが妥当であるかを決めることが容易ではなく、また、多数の温度センサを冷媒冷却部に設けるとコストアップが発生することになる。
 そこで、ここでは、上記のように、冷媒ジャケットと室外熱交換器との間を流れる冷媒の温度、及び、電気部品の発熱量に基づいて、冷媒冷却部の温度を予測するようにしている。そして、冷媒ジャケットの雰囲気温度に基づいて、露点温度を予測し、この予測された冷媒冷却部の温度が、露点温度に基づいて決定される結露判定温度よりも低い場合には、冷媒冷却部結露発生条件を満たすものとしている。ここで、冷媒ジャケットと室外熱交換器との間を流れる冷媒の温度は、室外熱交換器の液側に設けられた温度センサによって検出することができ、また、電気部品の発熱量は、電気部品を流れる電流値から予測することができる。
 このように、ここでは、冷媒ジャケットの冷媒冷却部の温度、及び、露点温度を予測し、これらの予測された冷媒冷却部の温度及び露点温度を使用して、冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかを適切に判定することができる。
 第6の観点にかかる空気調和装置は、第1~第5の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒回路に封入される冷媒は、R32である。
 ここでは、上記のように、冷媒回路に封入される冷媒がR32であるため、低冷媒循環量で暖房能力を確保することができ、冷媒ジャケットから圧縮機の吸入までの間の圧損が小さくなって冷媒ジャケットを通過する冷媒の温度が低くなる傾向にある。このため、冷媒ジャケットにおける結露が発生しやすくなり、上記の圧縮機の回転数を所定回転数に一気に上昇させる制御が行われる頻度も増加するため、サーモオフによる圧縮機の発停をさらに繰り返しやすくなるおそれがある。
 しかし、ここでは、上記のように、冷媒冷却部結露防止制御を行うようにしているため、暖房運転時に、サーモオフによる圧縮機の発停の発生を抑えつつ、冷媒ジャケットにおける結露を抑えることができる。
本発明の第1実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第1実施形態にかかる空気調和装置の制御ブロック図である。 室外ユニットの平面断面図である。 室外ユニットの送風機室側前板及び機械室側前板を取り外した状態を示す前面図である。 冷媒冷却部結露防止制御のフローチャートである。 変形例1の冷媒冷却部結露防止制御のフローチャートである。 本発明の第2実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第2実施形態にかかる空気調和装置の制御ブロック図である。
 以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
 -第1実施形態-
 (1)空気調和装置の全体構成
 図1は、本発明の第1実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。
 空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット4とが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット2と室内ユニット4とは、液冷媒連絡管5及びガス冷媒連絡管6を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4とが冷媒連絡管5、6を介して接続されることによって構成されている。また、この冷媒回路10には、冷媒として、HFC系冷媒の一種であるR32が封入されている。
 <室内ユニット>
 室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、主として、室内熱交換器41を有している。
 室内熱交換器41は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器41の液側は液冷媒連絡管5に接続されており、室内熱交換器41のガス側はガス冷媒連絡管6に接続されている。
 室内ユニット4は、室内ユニット4内に室内空気を吸入して、室内熱交換器41において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン42を有している。すなわち、室内ユニット4は、室内熱交換器41を流れる冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を室内熱交換器41に供給するファンとして、室内ファン42を有している。ここでは、室内ファン42として、室内ファン用モータ42aによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。
 室内ユニット4には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内熱交換器41には、室内熱交換器41の液側における冷媒の温度Trrlを検出する室内熱交液側温度センサ49と、室内熱交換器41の中間部分における冷媒の温度Trrmを検出する室内熱交中間温度センサ48とが設けられている。室内ユニット4には、室内ユニット4内に吸入される室内空気の温度Traを検出する室内温度センサ50が設けられている。
 室内ユニット4は、室内ユニット4を構成する各部の動作を制御する室内側制御部40を有している。そして、室内側制御部40は、室内ユニット4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
 <室外ユニット>
 室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、冷媒ジャケット29と、膨張弁26と、液側閉鎖弁27と、ガス側閉鎖弁28とを有している。
 圧縮機21は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機21は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)をインバータにより周波数(回転数)制御可能な圧縮機用モータ21aによって回転駆動する密閉式構造となっている。すなわち、圧縮機21は、周波数(回転数)を変化させることで運転容量を制御することが可能に構成されている。圧縮機21は、吸入側に吸入管31が接続されており、吐出側に吐出管32が接続されている。吸入管31は、圧縮機21の吸入側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。吐出管32は、圧縮機21の吐出側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。
 四路切換弁22は、冷媒回路10における冷媒の流れの方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁22は、冷房運転時には、室外熱交換器23を圧縮機21において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を室外熱交換器23において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁22は、冷房運転時には、圧縮機21の吐出側(ここでは、吐出管32)と室外熱交換器23のガス側(ここでは、第1ガス冷媒管33)とが接続される(図1の四路切換弁22の実線を参照)。しかも、圧縮機21の吸入側(ここでは、吸入管31)とガス冷媒連絡管6側(ここでは、第2ガス冷媒管34)とが接続される(図1の四路切換弁22の実線を参照)。また、四路切換弁22は、暖房運転時には、室外熱交換器23を室内熱交換器41において放熱した冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を圧縮機21において圧縮された冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁22は、暖房運転時には、圧縮機21の吐出側(ここでは、吐出管32)とガス冷媒連絡管6側(ここでは、第2ガス冷媒管34)とが接続される(図1の四路切換弁22の破線を参照)。しかも、圧縮機21の吸入側(ここでは、吸入管31)と室外熱交換器23のガス側(ここでは、第1ガス冷媒管33)とが接続される(図1の四路切換弁22の破線を参照)。ここで、第1ガス冷媒管33は、四路切換弁22と室外熱交換器23のガス側とを接続する冷媒管である。第2ガス冷媒管34は、四路切換弁22とガス側閉鎖弁28とを接続する冷媒管である。
 室外熱交換器23は、冷房運転時には室外空気を冷却源とする冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には室外空気を加熱源とする冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器23は、液側が液冷媒管35に接続されており、ガス側が第1ガス冷媒管33に接続されている。液冷媒管35は、室外熱交換器23の液側と液冷媒連絡管5側とを接続する冷媒管である。
 膨張弁26は、冷房運転時には、室外熱交換器23において放熱した冷凍サイクルの高圧の冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。また、膨張弁26は、暖房運転時には、室内熱交換器41において放熱した冷凍サイクルの高圧の冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。膨張弁26は、液冷媒管35の液側閉鎖弁27寄りの部分に設けられている。ここでは、膨張弁26として、電動膨張弁が使用されている。
 冷媒ジャケット29は、後述の電装品ユニット70を構成するパワー素子等の高発熱性の電気部品72(被冷却部品)を、室外熱交換器23と膨張弁26との間を流れる冷媒によって冷却する熱交換器である。すなわち、冷媒ジャケット29は、冷房運転時には室外熱交換器23において放熱した後の冷凍サイクルの高圧の冷媒によって電気部品72を冷却する熱交換器として機能し、暖房運転時には膨張弁26よって減圧された後の冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品72を冷却する熱交換器として機能する。
 液側閉鎖弁27及びガス側閉鎖弁28は、外部の機器・配管(具体的には、液冷媒連絡管5及びガス冷媒連絡管6)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁27は、液冷媒管35の端部に設けられている。ガス側閉鎖弁28は、第2ガス冷媒管34の端部に設けられている。
 室外ユニット2は、室外ユニット2内に室外空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための室外ファン36を有している。すなわち、室外ユニット2は、室外熱交換器23を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器23に供給するファンとして、室外ファン36を有している。ここでは、室外ファン36として、室外ファン用モータ36aによって駆動されるプロペラファン等が使用されている。
 室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、吸入管31には、圧縮機21に吸入される冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の温度Tsを検出する吸入温度センサ43が設けられている。吐出管32には、圧縮機21から吐出される冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の温度Tdを検出する吐出温度センサ44が設けられている。室外熱交換器23には、室外熱交換器23の中間部分における冷媒の温度Tormを検出する室外熱交中間温度センサ45と、室外熱交換器23の液側における冷媒の温度Torlを検出する室外熱交液側温度センサ46とが設けられている。室外ユニット2には、室外ユニット2内に吸入される室外空気の温度Toaを検出する室外温度センサ47が設けられている。
 室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部20を有している。そして、室外側制御部20は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット4(すなわち、室内側制御部40)との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。尚、室外側制御部20は、後述の電装品ユニット70が構成している。
 <冷媒連絡管>
 冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
 以上のように、室外ユニット2と、室内ユニット4と、冷媒連絡管5、6とが接続されることによって、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。冷媒回路10は、主として、圧縮機21、放熱器又は蒸発器としての室外熱交換器23、冷媒ジャケット29、膨張弁26、蒸発器又は放熱器としての室内熱交換器41が接続されることによって構成されている。そして、圧縮機21、放熱器としての室外熱交換器23、膨張弁26、蒸発器としての室内熱交換器41の順に冷媒を循環させる冷凍サイクル運転としての冷房運転を行うようになっており、この冷房運転を行う際に、冷媒ジャケット29によって、室外熱交換器23と膨張弁26との間を流れる冷凍サイクルの高圧の冷媒によって電気部品72を冷却するようになっている。また、圧縮機21、放熱器としての室内熱交換器41、膨張弁26、蒸発器としての室外熱交換器23の順に冷媒を循環させる冷凍サイクル運転としての暖房運転を行うようになっており、この暖房運転を行う際に、冷媒ジャケット29によって、膨張弁26と室外熱交換器23との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品72を冷却するようになっている。
 <制御部>
 空気調和装置1は、室内側制御部40と室外側制御部20とから構成される制御部8によって、室外ユニット2及び室内ユニット4の各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部40と室外側制御部20とによって、上記の冷房運転や暖房運転等の冷凍サイクル運転を含む空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8が構成されている。
 制御部8は、図2に示すように、各種センサ43~50等の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21a、22、26、36a、42a等を制御することができるように接続されている。
 (2)室外ユニットの構成
 次に、図3及び図4を用いて、室外ユニット2の構成について説明する。ここで、図3は、室外ユニット2の平面断面図である。図4は、室外ユニット2の送風機室側前板54及び機械室側前板55を取り外した状態を示す前面図である。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」や「前面」、「側面」、「背面」、「天面」、「底面」等の方向や面を示す文言は、特にことわりのない限り、図4に示される室外ユニット2を前面とした場合における方向や面を意味する。
 室外ユニット2は、ユニットケーシング50の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板57で左右に分割することによって送風機室S1と機械室S2とを形成した構造(いわゆる、トランク型構造)を有するものである。室外ユニット2は、ユニットケーシング50の背面及び側面の一部から室外空気を内部へと吸い込んだ後に、ユニットケーシング50の前面から空気を排出するように構成されている。室外ユニット2は、主として、ユニットケーシング50と、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、膨張弁26、冷媒ジャケット29、閉鎖弁27、28、及び、これらの機器を接続する冷媒管31~35を含む冷媒回路構成部品と、室外ファン36と、複数の電装品が設けられた電装品ユニット70と、各種センサ43~47とを有している。尚、ここでは、送風機室S1がユニットケーシング50の左側面寄りに形成され、機械室S2がユニットケーシング50の右側面寄りに形成された例を説明するが、左右が逆であってもよい。
 ユニットケーシング50は、略直方体状に形成されており、主として、冷媒回路構成部品21~28と、室外ファン36と、電装品ユニット70とを収容している。ユニットケーシング50は、底板51と、送風機室側側板52と、機械室側側板53と、送風機室側前板54と、機械室側前板55と、天板56とを有している。
 底板51は、ユニットケーシング50の底面部分を構成する板状部材である。底板51の下側には、現地据付面に固定される基礎脚58、59が設けられている。
 送風機室側側板52は、ユニットケーシング50の送風機室S1寄りの側面部分を構成する板状部材である。送風機室側側板52は、その下部が底板51に固定されている。送風機室側側板52には、室外ファン36によってユニットケーシング50内に吸入される室外空気の吸入口52aが形成されている。
 機械室側側板53は、ユニットケーシング50の機械室S2寄りの側面部分の一部と、ユニットケーシング50の機械室S2寄りの背面部分とを構成する板状部材である。機械室側側板53は、その下部が底板51に固定されている。送風機室側側板52の背面側の端部と機械室側側板53の送風機室S1側の端部との間には、室外ファン36によってユニットケーシング50内に吸入される室外空気の吸入口52bが形成されている。
 送風機室側前板54は、ユニットケーシング50の送風機室S1の前面部分を構成する板状部材である。送風機室側前板54は、その下部が底板51に固定され、その左側面側の端部が送風機室側側板52の前面側の端部に固定されている。送風機室側前板54には、室外ファン36によってユニットケーシング50の内部に取り込まれた室外空気を外部に吹き出すための吹出口54aが設けられている。
 機械室側前板55は、ユニットケーシング50の機械室S2の前面部分の一部と、ユニットケーシング50の機械室S2の側面部分の一部とを構成する板状部材である。機械室側前板55は、その送風機室S1側の端部が送風機室側前板54の機械室S2側の端部に固定され、その背面側の端部が機械室側側板53の前面側の端部に固定されている。
 天板56は、ユニットケーシング50の天面部分を構成する板状部材である。天板56は、送風機室側板52や機械室側側板53、送風機室側前板54に固定されている。
 仕切板57は、底板51上に配置される鉛直方向に延びる板状部材である。仕切板57は、ユニットケーシング50の内部空間を左右に分割することによって、左側面寄りの送風機室S1と、右側面寄りの機械室S2とを形成している。仕切板57は、その下部が底板51に固定され、その前面側の端部が送風機室側前板54に固定され、その背面側の端部が室外熱交換器22の機械室S2側の端部に固定されている。
 室外ファン36は、送風機室S1内において、室外熱交換器23の前面側の位置に、吹出口54aに面するように配置されている。
 室外熱交換器23は、略L字形状の熱交換器パネルであり、送風機室S1内において、ユニットケーシング50の左側面及び背面に沿うように配置されている。
 圧縮機21は、縦型円筒形状の密閉式圧縮機であり、機械室S2内に配置されている。
 電装品ユニット70は、ユニットケーシング50の前面寄りに位置するように、機械室S2内に配置されている。電装品ユニット70は、室外ユニット2内の機器の制御等に使用される複数の電装品が設けられたユニットであり、室外側制御部20を構成している。電装品ユニット70は、主として、基板71と、圧縮機用モータ21aのインバータを構成するパワー素子等の高発熱性の電気部品72を含む複数の電装品とを有している。高発熱性の電気部品72は、基板71の前面に実装されている。
 冷媒ジャケット29は、ここでは、液冷媒管35のU字曲げされた部分の長手方向に沿う縦長形状の部材であり、基板71上に支持されている。冷媒ジャケット29は、上下方向に折り返すようにU字曲げされた液冷媒管35が装着される冷媒冷却部29aを有している。冷媒冷却部29aは、基板71に実装された電気部品72を前面から覆うように配置されており、電気部品72に熱的に接触している。
 尚、ここでは図示を省略するが、四路切換弁22や膨張弁26等の冷媒回路構成部品や各種センサ43~47もユニットケーシング50内に配置されている。
 (3)空気調和装置の基本動作
 次に、空気調和装置1の基本動作について、図1を用いて説明する。空気調和装置1は、基本動作として、冷媒ジャケット29による電気部品72の冷却を行いつつ、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。また、ここでは、冷房運転中及び暖房運転中に、要求空調能力に応じて圧縮機21の周波数(回転数)を調節する圧縮機容量制御を行うようになっている。尚、冷房運転、暖房運転及び圧縮機容量制御は、制御部8によって行われる。
 <冷房運転>
 冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。
 冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。
 圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を通じて、室外熱交換器23に送られる。
 室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン36によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。
 室外熱交換器23において放熱した高圧の液冷媒は、冷媒ジャケット29に送られる。
 冷媒ジャケット29に送られた高圧の液冷媒は、被冷却部品である電気部品72と熱交換を行って加熱される。このとき、電気部品72は、冷媒ジャケット29を流れる高圧の液冷媒の流量(すなわち、冷媒循環量)及び温度に応じて、冷却されることになる。
 冷媒ジャケット29において加熱された高圧の液冷媒は、膨張弁26に送られる。
 膨張弁26に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁26によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁26で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液側閉鎖弁27及び液冷媒連絡管5を通じて、室内熱交換器41に送られる。
 室内熱交換器41に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器41において、室内ファン42によって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。
 室内熱交換器41において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管6、ガス側閉鎖弁28及び四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
 <暖房運転>
 暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。
 冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。
 圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁28及びガス冷媒連絡管6を通じて、室内熱交換器41に送られる。
 室内熱交換器41に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器41において、室内ファン42によって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。
 室内熱交換器41で放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管5及び液側閉鎖弁27を通じて、膨張弁26に送られる。
 膨張弁26に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁26によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁26で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒ジャケット29に送られる。
 冷媒ジャケット29に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、被冷却部品である電気部品72と熱交換を行って加熱される。このとき、電気部品72は、冷媒ジャケット29を流れる低圧の気液二相状態の冷媒の流量(すなわち、冷媒循環量)及び温度に応じて、冷却されることになる。
 冷媒ジャケット29において加熱された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。
 室外熱交換器23に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン36によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。
 室外熱交換器23で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
 <圧縮機容量制御>
 上記の冷凍サイクル運転中(ここでは、冷房運転中及び暖房運転中)においては、要求空調能力に応じて圧縮機21の周波数(回転数)を調節する圧縮機容量制御を行うようになっている。
 具体的には、冷房運転中においては、圧縮機容量制御として、室内温度センサ50によって検出される室内空気の温度Traとリモコン(図示せず)等によって設定される目標室内温度Trasとの温度差に応じて、圧縮機21の周波数(回転数)を調節する。ここで、室内空気の温度Traと目標室内温度Trasとの温度差は、要求空調能力(ここでは、要求冷房能力)に相当する。そして、要求冷房能力が大きい場合(すなわち、Tra-Trasが大きい場合)には、圧縮機21の周波数(回転数)を大きくする変更を行う。また、要求冷房能力が小さい場合(すなわち、Tra-Trasが小さい場合)には、圧縮機21の周波数(回転数)を小さくする変更を行う。但し、圧縮機21は、圧縮機用モータ21aの特性等を考慮して、下限周波数fm0(下限回転数Nm0)よりも小さい周波数(回転数)で運転を継続させないようにしているため、TraがTrasに達した場合には、冷房能力が過多にならないように、圧縮機21の運転を停止した状態(サーモオフ)に移行し、再び、Tra-Trasが大きくなると、圧縮機21の運転を開始するようになっている。
 また、暖房運転中においては、圧縮機容量制御として、室内温度センサ50によって検出される室内空気の温度Traとリモコン(図示せず)等によって設定される目標室内温度Trasとの温度差に応じて、圧縮機21の周波数(回転数)を調節する。ここで、室内空気の温度Traと目標室内温度Trasとの温度差は、要求空調能力(ここでは、要求暖房能力)に相当する。そして、要求暖房能力が大きい場合(すなわち、Tras-Traが大きい場合)には、圧縮機21の周波数(回転数)を大きくする変更を行う。また、要求暖房能力が小さい場合(すなわち、Tras-Traが小さい場合)には、圧縮機21の周波数(回転数)を小さくする変更を行う。但し、圧縮機21は、圧縮機用モータ21aの特性等を考慮して、下限周波数fm0(下限回転数Nm0)よりも小さい周波数(回転数)で運転を継続させないようにしているため、TraがTrasに達した場合には、暖房能力が過多にならないように、圧縮機21の運転を停止した状態(サーモオフ)に移行し、再び、Tras-Traが大きくなると、圧縮機21の運転を開始するようになっている。
 (4)冷媒冷却部結露防止制御
 上記のように、暖房運転を行う際に、膨張弁26と室外熱交換器23との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品72を冷却する冷媒ジャケット29を有する空気調和装置1では、冷媒ジャケット29において結露が発生するおそれがある。
 これに対して、従来の特許文献1に記載の空気調和装置と同様に、圧縮機21の回転数を一気に上昇させる制御を行うと、冷媒回路10における冷媒循環量が過大、すなわち、暖房能力が過多になって、サーモオフによる圧縮機21の発停を繰り返すおそれがある。また、冷媒としてR32を使用する場合には、低冷媒循環量で暖房能力を確保できることから、冷媒ジャケット29から圧縮機21の吸入までの間の圧損が小さくなって冷媒ジャケット29を通過する冷媒の温度が低くなる傾向にある。このため、冷媒ジャケット29における結露が発生しやすくなり、上記の圧縮機21の回転数を所定回転数に一気に上昇させる制御が行われる頻度も増加するため、サーモオフによる圧縮機21の発停をさらに繰り返しやすくなるおそれがある。
 そこで、ここでは、暖房運転時において、冷媒ジャケット29において結露が発生するものと判定される冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合に、圧縮機21の回転数を段階的に上昇させる冷媒冷却部結露防止制御を行うようにしている。
 尚、暖房運転を行う際とは異なり、冷房運転を行う際には、冷媒ジャケット29において結露が発生するおそれがほとんどない。なぜなら、冷房運転を行う際には、冷媒ジャケット29は、室外熱交換器23と膨張弁26との間を流れる冷凍サイクルの高圧の冷媒(この場合の冷媒の温度は、冷媒ジャケット29の雰囲気における温度以上である)によって電気部品72を冷却する熱交換器として機能するからである。
 次に、冷媒冷却部結露防止制御について、図1~図5を用いて説明する。ここで、図5は、冷媒冷却部結露防止制御のフローチャートである。尚、以下に説明する冷媒冷却部結露防止制御は、上記の基本動作と同様、制御部8によって行われる。
 暖房運転時において、制御部8は、まず、ステップST1において、冷媒ジャケット29において結露が発生するものと判定される冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかを判定する。ここで、冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの指標として最も好ましい指標は、電気部品72に熱的に接触する冷媒ジャケット29の冷媒冷却部29aの温度Tfinが冷媒ジャケット29の雰囲気における露点温度Tdewよりも低いかどうかを判定することである。
 しかし、冷媒ジャケット29の冷媒冷却部29aの温度Tfinは、電気部品72に近い部分では高く、電気部品72から遠い部分では低くなるため、冷媒冷却部72のどの部分の温度を冷媒冷却部29aの代表的な温度とすることが妥当であるかを決めることが容易ではなく、また、多数の温度センサを冷媒冷却部29aに設けるとコストアップが発生することになる。
 そこで、ここでは、冷媒ジャケット29と室外熱交換器23との間を流れる冷媒の温度、及び、電気部品72の発熱量に基づいて、冷媒冷却部29の温度Tfinを予測するようにしている。ここで、冷媒ジャケット29と室外熱交換器23との間を流れる冷媒の温度は、室外熱交換器23の液側に設けられた室外熱交液側温度センサ46によって検出される冷媒の温度Torlを使用し、また、電気部品72の発熱量は、電気部品72を流れる電流値Iinvから予測することができる。具体的には、冷媒冷却部29の温度Tfinを、次式のように、冷媒ジャケット29と室外熱交換器23との間を流れる冷媒の温度Torl、及び、電気部品72を流れる電流値Iinvの関係式として表現して、予測するようにしている。ここで、αは、予め実験的に求められる係数である。
   Tfin=Torl+α×Iinv・・・(A)
 また、ここでは、冷媒ジャケット29の雰囲気温度に基づいて、露点温度Tdewを予測するようにしている。ここで、冷媒ジャケット29の雰囲気温度は、室外温度センサ47によって検出される室外空気の温度Toaを使用する。具体的には、露点温度Tdewを、次式のように、室外空気の温度Toaの関係式として表現して、予測するようにしている。ここで、βは予め実験的に求められる係数であり、γは露点係数である。
   Tdew=β×Toa+γ    ・・・(B)
 そして、関係式(A)によって予測された冷媒冷却部29aの温度Tfinが、関係式(B)によって予測された露点温度Tdewに基づいて決定される結露判定温度(Tdew+ΔTdew1)よりも低い場合には、冷媒冷却部結露発生条件を満たすものとしている。ここで、ΔTdew1は、結露判定値であり、冷媒冷却部結露防止制御が働きやすくすることを意図する場合には、結露判定温度が結露温度Tdewよりも高い値になるように設定され、冷媒冷却部結露防止制御が働きにくくすることを意図する場合には、結露判定温度が結露温度Tdewに近い値になるように設定される。
 このように、ここでは、冷媒ジャケット29の冷媒冷却部29aの温度Tfin、及び、露点温度Tdewを予測し、これらの予測された冷媒冷却部29aの温度Tfin及び露点温度Tdewを使用して、冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかを適切に判定することができる。
 尚、冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの指標としては、上記とは異なり、従来の特許文献1に記載されているような種々の指標を採用することも可能である。但し、判定の適切性を考慮すると、上記のように、電気部品72に熱的に接触する冷媒ジャケット29の冷媒冷却部29aの温度Tfinが冷媒ジャケット29の雰囲気における露点温度Tdewよりも低いかどうかを判定することが好ましい。
 次に、ステップST1において、冷媒冷却部結露発生条件を満たすものと判定されると、制御部8は、ステップST2において、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)に所定の周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加えた後に、再び、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの判定処理に戻る。すなわち、制御部8は、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件を満たす限り、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)に所定の周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加えることを繰り返すのである。ここで、圧縮機21は、上記のように、基本制御として圧縮機容量制御を行っているため、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限とは、圧縮機容量制御における制御下限を意味する。このため、ステップST1の処理において、最初に冷媒冷却部結露発生条件を満たすと判定された場合は、圧縮機容量制御における制御下限の初期値である下限周波数fm0(下限回転数Nm0)に所定の周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加え、その後は、周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)が加えられた下限周波数fm(下限回転数Nm)に周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加えていくことになる。
 このように、ここでは、要求暖房能力に応じて圧縮機21の周波数(回転数)を変更する圧縮機容量制御を継続しながら、その下限周波数fm(下限回転数Nm)を段階的に上昇させることによって、実質的に圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させることができる。このため、従来の圧縮機21の回転数を一気に上昇させる制御を行う場合とは異なり、冷媒回路10における冷媒循環量が過大、すなわち、暖房能力が過多になることを抑えつつ、必要最小限の回転数増分で冷媒ジャケット29における結露を抑えることができる。
 これにより、ここでは、暖房運転時に、要求暖房能力に応じて圧縮機21の周波数(回転数)を変更する圧縮機容量制御を継続しながら、サーモオフによる圧縮機21の発停の発生を抑えつつ、冷媒ジャケット29における結露を抑えることができる。
 そして、ステップST1において、冷媒冷却部結露発生条件を満たさないものと判定された場合には、制御部8は、ステップST3において、冷媒ジャケット29において結露が発生しないものと判定される冷媒冷却部結露解除条件を満たすかどうかを判定する。ここで、冷媒冷却部結露解除条件を満たすかどうかの指標として、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件と同様に、電気部品72に熱的に接触する冷媒ジャケット29の冷媒冷却部29aの温度Tfinが冷媒ジャケット29の雰囲気における露点温度Tdewよりも高いかどうかを判定することが使用されている。具体的には、関係式(A)によって予測された冷媒冷却部29aの温度Tfinが、関係式(B)によって予測された露点温度Tdewに基づいて決定される結露解除温度(Tdew+ΔTdew2)よりも高い場合には、冷媒冷却部結露解除条件を満たすものとしている。ここで、ΔTdew2は、結露解除値であり、冷媒ジャケット29における結露を確実に抑えた状態を得るために、結露解除温度が結露判定温度よりも高い値になるように設定される。
 このように、ここでは、冷媒ジャケット29の冷媒冷却部29aの温度Tfin、及び、露点温度Tdewを予測し、これらの予測された冷媒冷却部29aの温度Tfin及び露点温度Tdewを使用して、冷媒冷却部結露解除条件を満たすかどうかを適切に判定することができる。
 次に、ステップST3において、冷媒冷却部結露解除条件を満たすものと判定されると、制御部8は、ステップST4において、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)を、圧縮機容量制御における制御下限の初期値である下限周波数fm0(下限回転数Nm0)に戻した後に、再び、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの判定処理に戻る。これにより、冷媒冷却部結露防止制御が解除される。また、ステップST3において、冷媒冷却部結露解除条件を満たさないものと判定されると、制御部8は、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)を変更せずに、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの判定処理に戻り、冷媒冷却部結露防止制御が継続される。
 (5)変形例1
 上記第1実施形態では、制御部8は、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件を満たす限り、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)に所定の周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加えことを繰り返して、圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させるようにしている。
 しかし、圧縮機21の周波数(回転数)を過度に上昇させると、サーモオフによる圧縮機21の発停が発生することになる。
 そこで、ここでは、図6に示すように、ステップST1の冷媒冷却部結露発生条件を満たすかどうかの判定処理と、ステップST2の圧縮機21の周波数(回転数)を上昇させる処理との間に、ステップST5の判定処理を加えるようにしている。ここで、ステップST5の判定処理は、圧縮機21の周波数(回転数)が過度に高い冷媒冷却部結露防止制御制限条件を満たすかどうかを判定する処理である。具体的には、ここでは、ステップST5は、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)が所定の下限周波数上限値fmx(下限回転数上限値Nmx)に達しているかどうか、すなわち、fm(Nm)≦fmx(Nmx)を満たすかどうかを判定している。そして、ステップST5において、fm(Nm)≦fmx(Nmx)を満たす場合には、ステップST2の圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させる処理を行い、fm(Nm)≦fmx(Nmx)を満たさない場合には、ステップST2の圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させる処理を行わないようにするのである。すなわち、制御部8は、ステップST1において冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、ステップST5において下限周波数fm(下限回転数Nm)が下限周波数上限値fmx(下限回転数上限値Nmx)に達している場合には、下限周波数fm(下限回転数Nm)に周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加えないようにするのである。
 これにより、制御部8は、冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、圧縮機21の周波数(回転数)が過度に高い冷媒冷却部結露防止制御制限条件を満たす場合には、圧縮機21の周波数(回転数)を上昇させないようにすることができるため、サーモオフによる圧縮機21の発停を効果的に抑えることができる。
 (6)変形例2
 上記第1実施形態及びその変形例1では、冷媒冷却部結露防止制御として、圧縮機21の周波数(回転数)の制御下限である下限周波数fm(下限回転数Nm)に所定の周波数増分Δfm(回転数増分ΔNm)を加えることを繰り返すことで、圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させるようにしている。
 しかし、圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させる制御は、これに限定されるものではない。
 例えば、ステップST2において、制御部8は、圧縮機容量制御を一時的に中断して、圧縮機21の周波数(回転数)の現在値に所定の周波数増分(回転数増分)を加えることを繰り返すことで、圧縮機21の周波数(回転数)を段階的に上昇させるようにしてもよい。この場合には、制御部8は、ステップST4において、圧縮機容量制御に復帰することで冷媒冷却部結露防止制御を解除して、圧縮機21の周波数(回転数)を元に戻すようにすればよい。
 また、ステップST5については、圧縮機21の周波数(回転数)が過度に高い冷媒冷却部結露防止制御制限条件を満たすかどうかの判定を、冷媒冷却部結露防止制御中の圧縮機21の周波数(回転数)の現在値が、上限周波数(上限回転数)に達しているかどうかによって行い、ステップST1において冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、ステップST5において周波数(回転数)の現在値が上限周波数(上限回転数)に達している場合には、周波数(回転数)の現在値に所定の周波数増分(回転数増分)を加えないようにすればよい。
 -第2実施形態-
 上記の第1実施形態及びその変形例1、2では、1つの膨張弁26を有しており、この膨張弁26と室外熱交換器23との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品72を冷却する冷媒ジャケット29が設けられた冷媒回路10を備えた空気調和装置1において、冷媒冷却部結露防止制御を適用しているが、これに限定されるものではない。
 例えば、図7及び図8に示すように、2つの膨張弁24、26を含む冷媒回路110を有する空気調和装置101に、第1実施形態及びその変形例1、2と同様の冷媒冷却部結露防止制御を適用するようにしてもよい。
 ここで、冷媒回路110を有する空気調和装置101の構成は、室外ユニットの構成が異なる点を除き、第1実施形態の空気調和装置1の構成と同様であるため、以下においては、室外ユニット102の構成を中心に説明する。
 室外ユニット102は、室外に設置されており、冷媒回路110の一部を構成している。室外ユニット102は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、第1膨張弁24と、レシーバ25と、第2膨張弁26と、液側閉鎖弁27と、ガス側閉鎖弁28と、レシーバガス抜き管30とを有している。また、室外ユニット102は、室外ファン36、各種センサ43~47、及び、室外側制御部40を有している。尚、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、液側閉鎖弁27、ガス側閉鎖弁28、各種センサ43~47、及び、室外ファン36は、第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
 第1膨張弁24は、冷房運転時には、室外熱交換器23において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧する上流側膨張弁として機能する弁である。また、第1膨張弁24は、暖房運転時には、レシーバ25に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧する下流側膨張弁として機能する弁である。第1膨張弁24は、液冷媒管35の室外熱交換器23寄りの部分に設けられている。ここでは、第1膨張弁24として、電動膨張弁が使用されている。
 レシーバ25は、第1膨張弁24と第2膨張弁26との間に設けられている。レシーバ25は、冷房運転時及び暖房運転時には、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を溜めることが可能な容器である。
 第2膨張弁26は、第1実施形態とは異なり、冷房運転時には、レシーバ25に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧する下流側膨張弁として機能する弁である。また、第2膨張弁26は、暖房運転時には、室内熱交換器41において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧する上流側膨張弁として機能する弁である。
 冷媒ジャケット29は、ここでは、電気部品72(被冷却部品)を、室外熱交換器23と第1膨張弁24との間を流れる冷媒によって冷却する熱交換器である。すなわち、冷媒ジャケット29は、冷房運転時には室外熱交換器23において放熱した後の冷凍サイクルの高圧の冷媒によって電気部品72を冷却する熱交換器として機能し、暖房運転時には第1膨張弁24よって減圧された後の冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品72を冷却する熱交換器として機能する。
 レシーバガス抜き管30は、レシーバ25内に溜まった冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒を圧縮機21の吸入管31に導く冷媒管である。レシーバガス抜き管30は、レシーバ25の上部と吸入管31の途中部分との間を接続するように設けられている。レシーバガス抜き管30には、レシーバガス抜き弁30a、キャピラリーチューブ30b、及び、逆止弁30cが設けられている。レシーバガス抜き弁30aは、レシーバガス抜き管30の冷媒の流れをON/OFFする開閉制御可能な弁であり、ここでは、電磁弁が使用されている。キャピラリーチューブ30bは、レシーバ25内に溜まったガス冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧する機構であり、ここでは、レシーバガス抜き管よりも細径のキャピラリーチューブが使用されている。逆止弁30cは、レシーバ25側から吸入管31側への冷媒の流れのみを許容する弁機構であり、ここでは、逆止弁が使用されている。
 室外側制御部20は、第1実施形態と同様、室内側制御部40とともに制御部8を構成している。尚、ここでは、第1実施形態とは異なり、2つの膨張弁24、26及びレシーバガス抜き弁30aも制御部8によって制御されるようになっている。また、ここでは、第1実施形態と同様に、基本動作として、圧縮機容量制御が行われる。
 そして、このような空気調和装置101においても、第1実施形態の空気調和装置1と同様に、暖房運転を行う際に、第1膨張弁24と室外熱交換器23との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品72を冷却する冷媒ジャケット29を有する空気調和装置1では、冷媒ジャケット29において結露が発生するおそれがあるが、第1実施形態及びその変形例1、2と同様の冷媒冷却部結露防止制御を行うことによって、暖房運転時に、サーモオフによる圧縮機21の発停の発生を抑えつつ、冷媒ジャケット29における結露を抑えることができる。
 -他の実施形態-
 上記の第1実施形態及びその変形例、第2実施形態では、冷媒としてR32が使用されているが、これに限定されるものではなく、他の冷媒を使用してもよい。
 本発明は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う際に、膨張弁と室外熱交換器との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品を冷却する冷媒ジャケットを有する空気調和装置に対して、広く適用可能である。
 1、101   空気調和装置
 10、110  冷媒回路
 21      圧縮機
 23      室外熱交換器
 24、26   膨張弁
 29      冷媒ジャケット
 29a     冷媒冷却部
 41      室内熱交換器
 72      電気部品
特開2010-25374号公報

Claims (6)

  1.  圧縮機(21)、室内熱交換器(41)、膨張弁(24、26)、室外熱交換器(23)が接続されることによって構成された冷媒回路(10、110)を有しており、前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器の順に冷媒を循環させる暖房運転を行う際に、前記膨張弁と前記室外熱交換器との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって電気部品(72)を冷却する冷媒ジャケット(29)をさらに有する空気調和装置において、
     前記暖房運転時において、前記冷媒ジャケットにおいて結露が発生するものと判定される冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合には、前記圧縮機の回転数を段階的に上昇させる冷媒冷却部結露防止制御を行う、
    空気調和装置(1、101)。
  2.  前記冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、前記圧縮機(21)の回転数が過度に高い冷媒冷却部結露防止制御制限条件を満たす場合には、前記圧縮機の回転数を上昇させないようにする、
    請求項1に記載の空気調和装置(1、101)。
  3.  前記冷媒冷却部結露防止制御は、前記冷媒冷却部結露発生条件を満たす限り、前記圧縮機(21)の回転数の制御下限である下限回転数に所定の回転数増分を加えることを繰り返す制御である、
    請求項1に記載の空気調和装置(1、101)。
  4.  前記冷媒冷却部結露発生条件を満たす場合であっても、前記下限回転数が所定の下限回転数上限値に達している場合には、前記下限回転数に前記回転数増分を加えないようにする、
    請求項3に記載の空気調和装置(1、101)。
  5.  前記冷媒ジャケット(29)と前記室外熱交換器(23)との間を流れる冷媒の温度、及び、前記電気部品の発熱量に基づいて、前記電気部品に熱的に接触する前記冷媒ジャケットの冷媒冷却部(29a)の温度を予測し、
     前記冷媒ジャケットの雰囲気温度に基づいて、露点温度を予測し、
     前記予測された前記冷媒冷却部の温度が、前記露点温度に基づいて決定される結露判定温度よりも低い場合には、前記冷媒冷却部結露発生条件を満たすものとする、
    請求項1~4のいずれか1項に記載の空気調和装置(1、101)。
  6.  前記冷媒回路(10、110)に封入される冷媒は、R32である、
    請求項1~5のいずれか1項に記載の空気調和装置(1、101)。
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