WO2020144843A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2020144843A1
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expansion valve
evaporation temperature
downstream
heat exchanger
downstream expansion
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PCT/JP2019/000665
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English (en)
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Inventor
伸哲 上原
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner that performs air conditioning of a target space by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit.
  • an air conditioner which is provided with a throttle device for heating operation and cooling operation so that the heating capacity and the cooling capacity can be appropriately exhibited.
  • two capillaries for heating and for cooling which are expansion devices, are provided in series between an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger, and each of the heating capillary and the cooling capillary is provided.
  • an air conditioner in which check valves are provided in parallel is disclosed. In this air conditioner, during the heating operation, the refrigerant flows in the order of the compressor, the indoor heat exchanger, the check valve provided in parallel with the cooling capillary, the heating capillary, and the outdoor heat exchanger.
  • the present invention has been made in view of the above problems in the conventional technique, and provides an air conditioner capable of suppressing a decrease in evaporation temperature during heating operation and suppressing a decrease in heating capacity. With the goal.
  • An air conditioner of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, an indoor heat exchanger that functions as a condenser during a heating operation, and performs heat exchange between the indoor air of an air-conditioned space and the refrigerant, and the heating device.
  • An outdoor heat exchanger that functions as an evaporator during operation and exchanges heat between outdoor air and the refrigerant, is provided between the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger, and reduces the pressure of the refrigerant.
  • An upstream expansion valve, a plurality of downstream expansion valves provided on the downstream side of the upstream expansion valve during the heating operation, for decompressing the refrigerant, and an evaporation temperature of the outdoor heat exchanger during the heating operation.
  • An outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor for detecting, and a controller for controlling the plurality of downstream expansion valves so that the detected evaporation temperature approaches the target evaporation temperature, the plurality of downstream expansion valves, , A first downstream expansion valve and a second downstream expansion valve that are provided in parallel, and the control device controls the first downstream expansion valve so that the evaporation temperature approaches the target evaporation temperature.
  • the second downstream expansion valve is controlled so as to open the second downstream expansion valve when the first downstream expansion valve reaches the maximum opening.
  • the first downstream expansion valve is controlled to open so that the evaporation temperature approaches the target evaporation temperature, and the first downstream expansion valve has the maximum opening degree.
  • the second downstream expansion valve is controlled to open.
  • the evaporation temperature is controlled by the second downstream expansion valve in addition to the first downstream expansion valve, so that a decrease in the evaporation temperature during heating operation is suppressed and a decrease in heating capacity is suppressed.
  • Embodiment 1 It is a schematic diagram showing an example of composition of an air harmony device concerning Embodiment 1. It is a functional block diagram which shows an example of a structure of the control apparatus of FIG. It is a hardware block diagram which shows an example of a structure of the control apparatus of FIG. It is a hardware block diagram which shows the other example of a structure of the control apparatus of FIG. It is a graph which shows an example of the relationship between the opening degree of a downstream expansion valve and evaporation temperature. 5 is a flowchart showing an example of the flow of valve opening control processing in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1.
  • Embodiment 1 the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • the air conditioning apparatus according to the first embodiment circulates the refrigerant in the refrigerant circuit to perform air conditioning of the target space.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the air conditioning apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the air conditioning apparatus 100 includes an outdoor unit 1 and an indoor unit 2.
  • the outdoor unit 1 includes a compressor 10, a refrigerant flow switching device 11, an outdoor heat exchanger 12, an upstream expansion valve 13, a refrigerant container 14, a downstream expansion valve 15, and a control device 16.
  • the indoor unit 2 includes an indoor heat exchanger 20.
  • the compressor 10, the refrigerant flow switching device 11, the outdoor heat exchanger 12, the downstream expansion valve 15, the refrigerant container 14, the upstream expansion valve 13, and the indoor heat exchanger 20 are sequentially arranged by the refrigerant pipes. By being connected, a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates is formed.
  • the compressor 10 sucks a low-temperature low-pressure refrigerant, compresses the sucked refrigerant, and discharges it in a high-temperature high-pressure state.
  • the compressor 10 is composed of, for example, an inverter compressor whose capacity, which is a delivery amount per unit time, is controlled by changing an operating frequency.
  • the operating frequency of the compressor 10 is controlled by the controller 16.
  • the refrigerant flow path switching device 11 is, for example, a four-way valve, and switches the cooling operation and the heating operation by switching the flowing direction of the refrigerant. During the heating operation, the refrigerant flow path switching device 11 switches so that the state shown by the solid line in FIG. 1, that is, the suction side of the compressor 10 and the outdoor heat exchanger 12 are connected. Further, the refrigerant flow path switching device 11 switches during the cooling operation so that the state shown by the dotted line in FIG. 1, that is, the discharge side of the compressor 10 and the outdoor heat exchanger 12 are connected. The switching of the flow paths in the refrigerant flow path switching device 11 is controlled by the control device 16.
  • the outdoor heat exchanger 12 is, for example, a plate fin type or fin tube type heat exchanger, and performs heat exchange between the outdoor air supplied by an outdoor fan (not shown) and the refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger 12 functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during heating operation and cools the outdoor air by the heat of vaporization at that time.
  • the outdoor heat exchanger 12 also functions as a condenser that radiates the heat of the refrigerant to the outdoor air and condenses the refrigerant during the cooling operation.
  • the upstream expansion valve 13 decompresses and expands the refrigerant.
  • the upstream expansion valve 13 is composed of, for example, a valve such as an electronic expansion valve whose opening can be controlled.
  • the opening degree of the upstream expansion valve 13 is controlled by the control device 16 so that the subcooling degree of the indoor heat exchanger 20 during the heating operation becomes a preset subcooling degree.
  • the refrigerant container 14 is a surplus refrigerant storage container that is provided between the upstream expansion valve 13 and the downstream expansion valve 15 and stores an excessive refrigerant.
  • the downstream expansion valve 15 includes a first downstream expansion valve 15a and a second downstream expansion valve 15b connected in parallel.
  • Each of the 1st downstream expansion valve 15a and the 2nd downstream expansion valve 15b decompresses and expands a refrigerant.
  • Each of the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b is composed of a valve such as an electronic expansion valve whose opening degree can be controlled.
  • the opening degrees of the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b are controlled by the controller 16 so that the superheat degree of the outdoor heat exchanger 12 during the heating operation becomes a preset superheat degree. Controlled.
  • the opening degrees of the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b are controlled by the control device 16 so that the refrigerant discharge temperature in the compressor 10 becomes a preset discharge temperature. May be.
  • the outdoor unit 1 is provided with a discharge temperature sensor 17, an outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor 18 and an outdoor heat exchanger liquid pipe temperature sensor 19.
  • the discharge temperature sensor 17 is provided on the discharge side of the compressor 10 and detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 10.
  • the outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor 18 is provided at an intermediate position of a pipe forming the outdoor heat exchanger 12, and detects the evaporation temperature ET during the heating operation.
  • the outdoor heat exchanger liquid pipe temperature sensor 19 is provided on the refrigerant inflow side of the outdoor heat exchanger 12 during the heating operation, and detects the temperature of the liquid refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 12 during the heating operation.
  • the control device 16 controls the entire air conditioner 100. Specifically, the control device 16 controls the compressor 10, the refrigerant flow switching device 11, the upstream expansion valve 13, and the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b. In particular, in the first embodiment, the control device 16 controls the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b based on the evaporation temperature ET detected by the outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor 18. Control.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the configuration of the control device 16 of FIG.
  • the control device 16 includes a temperature information acquisition unit 31, a deviation calculation unit 32, a comparison unit 33, an expansion valve control unit 34, and a storage unit 35.
  • FIG. 2 illustrates only the configuration of the functions related to the first embodiment, and omits the other configurations.
  • the control device 16 realizes various functions by executing software on an arithmetic device such as a microcomputer, or is configured by hardware such as a circuit device that realizes various functions.
  • the temperature information acquisition unit 31 acquires sensor information detected by various sensors such as the discharge temperature sensor 17, the outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor 18, and the outdoor heat exchanger liquid pipe temperature sensor 19. In particular, in the first embodiment, the temperature information acquisition unit 31 acquires the evaporation temperature ET of the outdoor heat exchanger 12 during the heating operation detected by the outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor 18.
  • Deviation calculating section 32 the target evaporation temperature ET 0 which is set in advance for the evaporation temperature ET is read out from the storage unit 35, read in the target evaporation temperature ET 0 and the temperature information acquisition unit 31 evaporating temperature ET obtained by Based on this, the evaporation temperature deviation ⁇ ET is calculated.
  • the evaporation temperature deviation ⁇ ET is obtained by subtracting the evaporation temperature ET from the target evaporation temperature ET 0 .
  • Comparing unit 33 reads a setting deviation .DELTA.ET SET is a predetermined threshold value with respect to evaporating temperature deviation .DELTA.ET from the storage unit 35, it reads setting deviation .DELTA.ET SET and deviation calculation unit 32 evaporating temperature deviation .DELTA.ET calculated in the To compare. Further, the comparison unit 33 determines the opening degree of each of the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b.
  • the expansion valve control unit 34 expands the downstream side based on the comparison result of the evaporation temperature deviation ⁇ ET by the comparison unit 33 and the determination result of the opening degree of the first downstream expansion valve 15a and the second downstream expansion valve 15b. Control the valve 15. Specifically, the expansion valve control unit 34, based on the comparison and determination results of the comparison unit 33, so that the evaporation temperature ET of the outdoor heat exchanger 12 approaches the target evaporation temperature ET 0 , the first downstream expansion valve. The opening degree of 15a and the 2nd downstream expansion valve 15b is controlled. Details of the opening control of the downstream expansion valve 15 by the expansion valve control unit 34 will be described later.
  • the storage unit 35 stores various kinds of information used in each unit of the control device 16 in advance.
  • the storage unit 35 stores the target evaporation temperature ET 0 used by the deviation calculation unit 32 and the set deviation ⁇ ET SET used by the comparison unit 33.
  • FIG. 3 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of the control device 16 of FIG.
  • the control device 16 of FIG. 2 is configured by the processing circuit 41 as shown in FIG.
  • Each function of the temperature information acquisition unit 31, the deviation calculation unit 32, the comparison unit 33, the expansion valve control unit 34, and the storage unit 35 of FIG. 2 is realized by the processing circuit 41.
  • the processing circuit 41 When each function is executed by hardware, the processing circuit 41 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate). Array), or a combination thereof.
  • the functions of each of the temperature information acquisition unit 31, the deviation calculation unit 32, the comparison unit 33, the expansion valve control unit 34, and the storage unit 35 may be realized by the processing circuit 41, or the functions of each unit may be performed by one processing circuit 41. May be realized with.
  • FIG. 4 is a hardware configuration diagram showing another example of the configuration of the control device 16 of FIG.
  • the control device 16 of FIG. 2 is configured by a processor 51 and a memory 52, as shown in FIG.
  • the functions of the temperature information acquisition unit 31, the deviation calculation unit 32, the comparison unit 33, the expansion valve control unit 34, and the storage unit 35 are realized by the processor 51 and the memory 52.
  • the functions of the temperature information acquisition unit 31, the deviation calculation unit 32, the comparison unit 33, the expansion valve control unit 34, and the storage unit 35 are software, firmware, or a combination of software and firmware. Will be realized.
  • the software and firmware are described as programs and stored in the memory 52.
  • the processor 51 realizes the function of each unit by reading and executing the program stored in the memory 52.
  • a RAM Random Access Memory
  • a ROM Read Only Memory
  • a flash memory an EPROM (Erasable and Programmable ROM), and an EEPROM (Electrically erasable ROM) such as EEPROM (Electrically erasable and nonvolatile ROM).
  • a removable recording medium such as a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a CD (Compact Disc), an MD (Mini Disc), and a DVD (Digital Versatile Disc) may be used.
  • the indoor heat exchanger 20 is, for example, a plate fin type or fin tube type heat exchanger, and performs heat exchange between air and a refrigerant supplied by an outdoor fan (not shown). As a result, heating air or cooling air supplied to the indoor space is generated.
  • the indoor heat exchanger 20 functions as a condenser during heating operation, and heats the air in the air-conditioned space to perform heating.
  • the indoor heat exchanger 20 functions as an evaporator during the cooling operation, and cools the air in the air-conditioned space to perform cooling.
  • the indoor unit 2 is also provided with an intake air temperature sensor 21, an indoor heat exchanger intermediate temperature sensor 22 and an indoor heat exchanger liquid pipe temperature sensor 23.
  • the intake air temperature sensor 21 is provided at an air intake port (not shown) of the indoor unit 2 and detects the temperature of the air supplied to the indoor heat exchanger 20.
  • the indoor heat exchanger intermediate temperature sensor 22 is provided at an intermediate position of a pipe forming the indoor heat exchanger 20, and detects the condensation temperature during the heating operation.
  • the indoor heat exchanger liquid pipe temperature sensor 23 is provided on the refrigerant outflow side of the outdoor heat exchanger 12 during the heating operation, and detects the temperature of the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 20 during the heating operation.
  • the refrigerant flow path switching device 11 is switched to the state shown by the solid line in FIG. 1, the discharge side of the compressor 10 and the indoor heat exchanger 20 are connected, and the suction side of the compressor 10 and the outdoor heat are connected.
  • the exchanger 12 is connected.
  • the low-temperature low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and is discharged as a high-temperature high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the indoor heat exchanger 20 via the refrigerant flow switching device 11.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger 20 condenses while exchanging heat with the indoor air and radiating heat, and flows out of the indoor heat exchanger 20 as a high-pressure liquid refrigerant in a supercooled state.
  • the high-pressure liquid refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 20 is decompressed by the upstream expansion valve 13 and the downstream expansion valve 15 to become a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and flows into the outdoor heat exchanger 12.
  • the low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 12 exchanges heat with the outdoor air, absorbs heat and evaporates, and becomes a low-temperature low-pressure gas refrigerant that flows out of the outdoor heat exchanger 12.
  • the low-temperature low-pressure gas refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 12 passes through the refrigerant flow switching device 11 and is sucked into the compressor 10.
  • the opening degree control of the downstream expansion valve 15 will be described. Normally, the controller 16 controls the opening degree of the first downstream expansion valve 15a so that the evaporation temperature ET of the outdoor heat exchanger 12 approaches the target evaporation temperature ET 0 during the heating operation.
  • the controller 16 controls the opening degree of the first downstream expansion valve 15a so that the evaporation temperature ET of the outdoor heat exchanger 12 approaches the target evaporation temperature ET 0 during the heating operation.
  • the controller 16 controls the opening degree of the first downstream expansion valve 15a so that the evaporation temperature ET of the outdoor heat exchanger 12 approaches the target evaporation temperature ET 0 during the heating operation.
  • the refrigerant flowing into the first downstream expansion valve 15a becomes gas-liquid two-phase and the pressure loss increases. As a result, the evaporation temperature ET decreases.
  • control device 16 controls the first downstream expansion valve 15a so as to suppress the decrease in the evaporation temperature ET and set the evaporation temperature ET to the target evaporation temperature ET 0 . Specifically, the control device 16 controls to open the first downstream expansion valve 15a in order to raise the lowered evaporation temperature ET.
  • the control device 16 further controls the second downstream expansion valve 15b provided in parallel with the first downstream expansion valve 15a to suppress the decrease in the evaporation temperature ET.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the opening degree of the downstream expansion valve 15 and the evaporation temperature ET.
  • the horizontal axis represents the total opening degree of the downstream expansion valve 15, and the vertical axis represents the evaporation temperature ET of the outdoor heat exchanger 12 during the heating operation.
  • the opening degree when only the first downstream expansion valve 15a is controlled by the expansion valve control unit 34 is shown. That is, the valve opening degree at the point A indicates a state in which the first downstream expansion valve 15a has the maximum opening (fully opened) and the second downstream expansion valve 15b has fully closed. Further, the right side from the point A shows the opening degree when the second downstream expansion valve 15b is controlled by the expansion valve control unit 34 in a state where the first downstream expansion valve 15a is fully opened.
  • the expansion valve control unit 34 when the evaporation temperature ET decreases, the expansion valve control unit 34 first controls the first downstream expansion valve 15a so that the evaporation temperature ET approaches the target evaporation temperature ET 0, and The downstream expansion valve 15a of No. 1 is opened. Further, the expansion valve control unit 34 controls the second downstream expansion valve 15b to be fully closed. After that, when the evaporation temperature ET does not reach the target evaporation temperature ET 0 even when the first downstream expansion valve 15a is fully opened, the expansion valve control unit 34 controls the second downstream expansion valve 15b, The downstream expansion valve 15b of No. 2 is opened.
  • the expansion valve control unit 34 controls the opening degree of the second downstream expansion valve 15b so that the evaporation temperature ET approaches the target evaporation temperature ET 0 .
  • the expansion valve control unit 34 determines and determines the opening degree of the second downstream expansion valve 15b using Expression (1) based on the deviation of the evaporation temperature ET from the target evaporation temperature ET 0 .
  • the second downstream expansion valve 15b is controlled so that the opening degree is achieved.
  • ⁇ represents a preset coefficient.
  • ET 0 represents the target evaporation temperature and ET represents the evaporation temperature.
  • Second downstream expansion valve 15b opening degree (previous second downstream expansion valve 15b opening degree)+ ⁇ (ET 0 ⁇ ET) ...(1)
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the flow of valve opening control processing in the air-conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1.
  • the valve opening control process is executed when the refrigerant is insufficient in the heating operation by the air conditioner 100.
  • step S1 the deviation calculation unit 32 subtracts the evaporation temperature ET detected by the outdoor heat exchanger intermediate temperature sensor 18 from the target evaporation temperature ET 0 read from the storage unit 35 to calculate the evaporation temperature deviation ⁇ ET. ..
  • the comparing unit 33 compares the calculated evaporation temperature deviation ⁇ ET with the setting deviation ⁇ ET SET read from the storage unit 35, and determines whether the evaporation temperature deviation ⁇ ET is equal to or more than the setting deviation ⁇ ET SET . Further, the comparison unit 33 determines whether or not the opening degree of the first downstream expansion valve 15a is the maximum opening degree.
  • step S1 when the evaporation temperature deviation ⁇ ET is equal to or larger than the setting deviation ⁇ ET SET and the opening degree of the first downstream expansion valve 15a is the maximum opening degree (step S1; Yes), the expansion valve control unit 34 determines In step S2, the second downstream expansion valve 15b is controlled to open based on the equation (1).
  • step S1 when the evaporation temperature deviation ⁇ ET is less than the set deviation ⁇ ET SET or when the opening degree of the first downstream expansion valve 15a is not the maximum opening degree (step S1; No), the process returns to step S1.
  • step S3 the deviation calculator 32 calculates the evaporation temperature deviation ⁇ ET.
  • the comparison unit 33 compares the calculated evaporation temperature deviation ⁇ ET with the setting deviation ⁇ ET SET read from the storage unit 35, and determines whether the evaporation temperature deviation ⁇ ET is less than or equal to the setting deviation ⁇ ET SET .
  • step S3 when the evaporation temperature deviation ⁇ ET is less than or equal to the set deviation ⁇ ET SET (step S3; Yes), a series of processes ends.
  • step S3 when the evaporation temperature deviation ⁇ ET is larger than the set deviation ⁇ ET SET (step S3; No), the process returns to step S2, and the expansion valve control unit 34 opens the second downstream expansion valve 15b. Control.
  • the opening of the second downstream expansion valve 15b in addition to the first downstream expansion valve 15a is controlled when the refrigerant runs short during the heating operation.
  • the evaporation temperature ET can be made close to the target evaporation temperature ET 0. .. Therefore, a decrease in evaporation temperature is suppressed, and a decrease in heating capacity can be suppressed.
  • the first downstream expansion valve 15a is controlled to open so that the evaporation temperature approaches the target evaporation temperature, and the first downstream expansion is performed.
  • the second downstream expansion valve 15b is controlled to open.
  • the evaporation temperature is controlled by the second downstream expansion valve 15b in addition to the first downstream expansion valve 15a, so that a decrease in the evaporation temperature during heating operation is suppressed and a decrease in heating capacity is suppressed. can do.
  • the control device 16 includes a deviation calculating unit 32 that calculates an evaporation temperature deviation indicating a deviation of the evaporation temperature from a target evaporation temperature, a comparison between the evaporation temperature deviation and a set deviation, and a first downstream side. It has a comparison unit 33 that determines the opening degree of the expansion valve 15a, an expansion valve control unit 34 that controls the opening degree of the downstream expansion valve 15, and a storage unit 35 that stores the target evaporation temperature and the setting deviation. ..
  • the expansion valve control unit 34 controls to open the second downstream expansion valve 15b when the evaporation temperature deviation is equal to or larger than the set deviation and the first downstream expansion valve 15a has the maximum opening. ..
  • the second downstream expansion valve 15b is controlled in addition to the first downstream expansion valve 15a. Therefore, even if it is difficult to bring the evaporation temperature close to the target evaporation temperature only by the first downstream expansion valve 15a, the evaporation temperature can be made close to the target evaporation temperature, and as a result, the reduction of the heating capacity is suppressed. be able to.
  • the expansion valve control unit 34 determines the opening degree of the second downstream expansion valve 15b according to the evaporation temperature deviation.
  • the opening degree of the second downstream expansion valve 15b may be a value obtained by adding a value calculated according to the evaporation temperature deviation to the previous opening degree of the second downstream expansion valve 15b.

Abstract

空気調和装置は、圧縮機と、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器と、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器と、室外熱交換器と室内熱交換器との間に設けられた上流側膨張弁と、暖房運転時における上流側膨張弁の下流側に設けられた複数の下流側膨張弁と、暖房運転時における室外熱交換器の蒸発温度を検知する室外熱交換器中間温度センサと、蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、複数の下流側膨張弁を制御する制御装置とを備え、複数の下流側膨張弁は、並列に設けられた第１の下流側膨張弁および第２の下流側膨張弁を含み、制御装置は、蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、第１の下流側膨張弁を制御し、第１の下流側膨張弁が最大開度となった場合に、第２の下流側膨張弁を開く方向に制御する。

Description

空気調和装置
　本発明は、冷媒回路に冷媒を循環させることによって対象空間の空気調和を行う空気調和装置に関するものである。
　従来、暖房能力および冷房能力を適切に発揮できるように、暖房運転用および冷房運転用の絞り装置が設けられた空気調和装置が提案されている。例えば、特許文献１には、室外熱交換器と室内熱交換器との間に絞り装置としての暖房用および冷房用の２つのキャピラリが直列に設けられ、暖房用キャピラリおよび冷房用キャピラリのそれぞれに対して逆止弁が並列に設けられた空気調和装置が開示されている。この空気調和装置において、暖房運転時には、冷媒が圧縮機、室内熱交換器、冷房用キャピラリに並列に設けられた逆止弁、暖房用キャピラリおよび室外熱交換器の順に流れる。
実開昭５７－１６７３７０号公報
　ところで、特許文献１に記載の空気調和装置では、暖房運転において冷媒回路内の冷媒が不足すると、暖房用キャピラリに流入する冷媒が気液二相化する。これにより、暖房用キャピラリの前後における圧力損失が増大するため、室外熱交換器の蒸発温度が下がり、暖房能力が低下してしまう。
　本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、暖房運転の際の蒸発温度の低下を抑制し、暖房能力の低下を抑制することができる空気調和装置を提供することを目的とする。
　本発明の空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、暖房運転時に凝縮器として機能し、空調対象空間の室内空気と前記冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器と、前記暖房運転時に蒸発器として機能し、室外空気と前記冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に設けられ、前記冷媒を減圧する上流側膨張弁と、前記暖房運転時における前記上流側膨張弁の下流側に設けられ、前記冷媒を減圧する複数の下流側膨張弁と、前記暖房運転時における前記室外熱交換器の蒸発温度を検知する室外熱交換器中間温度センサと、検知された前記蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、複数の前記下流側膨張弁を制御する制御装置とを備え、複数の前記下流側膨張弁は、並列に設けられた第１の下流側膨張弁および第２の下流側膨張弁を含み、前記制御装置は、前記蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、前記第１の下流側膨張弁を制御し、前記第１の下流側膨張弁が最大開度となった場合に、前記第２の下流側膨張弁を開く方向に制御するものである。
　以上のように、本発明によれば、蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、第１の下流側膨張弁が開く方向に制御され、第１の下流側膨張弁が最大開度となった場合に、第２の下流側膨張弁が開く方向に制御される。これにより、第１の下流側膨張弁に加えて第２の下流側膨張弁によって蒸発温度が制御されるため、暖房運転の際の蒸発温度の低下を抑制し、暖房能力の低下を抑制することができる。
実施の形態１に係る空気調和装置の構成の一例を示す概略図である。 図１の制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図２の制御装置の構成の一例を示すハードウェア構成図である。 図２の制御装置の構成の他の例を示すハードウェア構成図である。 下流側膨張弁の開度と蒸発温度との関係の一例を示すグラフである。 実施の形態１に係る空気調和装置における弁開度制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置について説明する。本実施の形態１に係る空気調和装置は、冷媒回路に冷媒を循環させることにより、対象空間の空気調和を行うものである。
［空気調和装置１００の構成］
　図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機１および室内機２で構成されている。室外機１は、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１１、室外熱交換器１２、上流側膨張弁１３、冷媒容器１４、下流側膨張弁１５、ならびに、制御装置１６を備えている。室内機２は、室内熱交換器２０を備えている。空気調和装置１００では、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１１、室外熱交換器１２、下流側膨張弁１５、冷媒容器１４、上流側膨張弁１３、ならびに室内熱交換器２０が冷媒配管によって順次接続されることにより、冷媒が循環する冷媒回路が形成される。
（室外機１）
　圧縮機１０は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機１０は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等からなる。圧縮機１０の運転周波数は、制御装置１６によって制御される。
　冷媒流路切替装置１１は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時に、図１の実線で示す状態、すなわち圧縮機１０の吸入側と室外熱交換器１２とが接続されるように切り替わる。また、冷媒流路切替装置１１は、冷房運転時に、図１の点線で示す状態、すなわち圧縮機１０の吐出側と室外熱交換器１２とが接続されるように切り替わる。冷媒流路切替装置１１における流路の切替は、制御装置１６によって制御される。
　室外熱交換器１２は、例えば、プレートフィン式あるいはフィンチューブ式の熱交換器であり、図示しない室外ファンによって供給される室外空気と冷媒との間で熱交換を行う。室外熱交換器１２は、暖房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室外空気を冷却する蒸発器として機能する。また、室外熱交換器１２は、冷房運転の際に、冷媒の熱を室外空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
　上流側膨張弁１３は、冷媒を減圧して膨張させる。上流側膨張弁１３は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。上流側膨張弁１３の開度は、暖房運転時における室内熱交換器２０の過冷却度が予め設定された過冷却度となるように、制御装置１６によって制御される。冷媒容器１４は、上流側膨張弁１３と下流側膨張弁１５との間に設けられ、余剰となる冷媒を貯留する余剰冷媒貯留容器である。
　下流側膨張弁１５は、並列に接続された第１の下流側膨張弁１５ａと第２の下流側膨張弁１５ｂとを含んでいる。第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂのそれぞれは、冷媒を減圧して膨張させる。第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂのそれぞれは、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂの開度は、暖房運転時における室外熱交換器１２の過熱度が予め設定された過熱度となるように、制御装置１６によって制御される。または、第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂの開度は、圧縮機１０における冷媒の吐出温度が予め設定された吐出温度となるように、制御装置１６によって制御されてもよい。
　また、室外機１には、吐出温度センサ１７、室外熱交換器中間温度センサ１８および室外熱交換器液管温度センサ１９が設けられている。吐出温度センサ１７は、圧縮機１０の吐出側に設けられ、圧縮機１０から吐出された冷媒の温度を検知する。室外熱交換器中間温度センサ１８は、室外熱交換器１２を構成する配管の中間位置に設けられ、暖房運転時の蒸発温度ＥＴを検知する。室外熱交換器液管温度センサ１９は、暖房運転時における室外熱交換器１２の冷媒流入側に設けられ、暖房運転時に室外熱交換器１２に流入する液冷媒の温度を検知する。
　制御装置１６は、この空気調和装置１００全体を制御する。具体的には、制御装置１６は、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１１、上流側膨張弁１３、ならびに、第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂを制御する。特に、本実施の形態１において、制御装置１６は、室外熱交換器中間温度センサ１８で検知された蒸発温度ＥＴに基づき、第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂを制御する。
　図２は、図１の制御装置１６の構成の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、制御装置１６は、温度情報取得部３１、偏差算出部３２、比較部３３、膨張弁制御部３４および記憶部３５を備えている。なお、図２では、本実施の形態１に関連する機能についての構成のみを図示し、それ以外の構成については図示を省略する。制御装置１６は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。
　温度情報取得部３１は、吐出温度センサ１７、室外熱交換器中間温度センサ１８および室外熱交換器液管温度センサ１９等の各種センサで検知されたセンサ情報を取得する。特に、本実施の形態１において、温度情報取得部３１は、室外熱交換器中間温度センサ１８で検知された暖房運転時における室外熱交換器１２の蒸発温度ＥＴを取得する。
　偏差算出部３２は、蒸発温度ＥＴに対して予め設定された目標蒸発温度ＥＴ０を記憶部３５から読み出し、読み出した目標蒸発温度ＥＴ０と温度情報取得部３１で取得された蒸発温度ＥＴとに基づき、蒸発温度偏差ΔＥＴを算出する。蒸発温度偏差ΔＥＴは、目標蒸発温度ＥＴ０から蒸発温度ＥＴを減算することによって得られる。
　比較部３３は、蒸発温度偏差ΔＥＴに対して予め設定された閾値である設定偏差ΔＥＴＳＥＴを記憶部３５から読み出し、読み出した設定偏差ΔＥＴＳＥＴと偏差算出部３２で算出された蒸発温度偏差ΔＥＴとを比較する。また、比較部３３は、第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂのそれぞれの開度を判断する。
　膨張弁制御部３４は、比較部３３による蒸発温度偏差ΔＥＴの比較結果と、第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂの開度の判断結果とに基づき、下流側膨張弁１５を制御する。具体的には、膨張弁制御部３４は、比較部３３の比較および判断結果に基づき、室外熱交換器１２の蒸発温度ＥＴが目標蒸発温度ＥＴ０に近づくように、第１の下流側膨張弁１５ａおよび第２の下流側膨張弁１５ｂの開度を制御する。膨張弁制御部３４による下流側膨張弁１５の開度制御の詳細については、後述する。
　記憶部３５には、制御装置１６の各部で用いられる各種の情報が予め記憶される。本実施の形態１において、記憶部３５は、偏差算出部３２で用いられる目標蒸発温度ＥＴ０、ならびに、比較部３３で用いられる設定偏差ΔＥＴＳＥＴを記憶する。
　図３は、図２の制御装置１６の構成の一例を示すハードウェア構成図である。制御装置１６の各種機能がハードウェアで実行される場合、図２の制御装置１６は、図３に示すように、処理回路４１で構成される。図２の温度情報取得部３１、偏差算出部３２、比較部３３、膨張弁制御部３４および記憶部３５の各機能は、処理回路４１により実現される。
　各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路４１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。温度情報取得部３１、偏差算出部３２、比較部３３、膨張弁制御部３４および記憶部３５の各部の機能それぞれを処理回路４１で実現してもよいし、各部の機能を１つの処理回路４１で実現してもよい。
　図４は、図２の制御装置１６の構成の他の例を示すハードウェア構成図である。制御装置１６の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図２の制御装置１６は、図４に示すように、プロセッサ５１およびメモリ５２で構成される。温度情報取得部３１、偏差算出部３２、比較部３３、膨張弁制御部３４および記憶部３５の各機能は、プロセッサ５１およびメモリ５２により実現される。
　各機能がソフトウェアで実行される場合、温度情報取得部３１、偏差算出部３２、比較部３３、膨張弁制御部３４および記憶部３５の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ５２に格納される。プロセッサ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。
　メモリ５２として、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が用いられる。また、メモリ５２として、例えば、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
（室内機２）
　室内熱交換器２０は、例えば、プレートフィン式あるいはフィンチューブ式の熱交換器であり、図示しない室外ファンによって供給される空気と冷媒との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される暖房用空気または冷房用空気が生成される。室内熱交換器２０は、暖房運転の際に凝縮器として機能し、空調対象空間の空気を加熱して暖房を行う。また、室内熱交換器２０は、冷房運転の際に蒸発器として機能し、空調対象空間の空気を冷却して冷房を行う。
　また、室内機２には、吸い込み空気温度センサ２１、室内熱交換器中間温度センサ２２および室内熱交換器液管温度センサ２３が設けられている。吸い込み空気温度センサ２１は、室内機２における図示しない空気吸込口に設けられ、室内熱交換器２０に供給される空気の温度を検知する。室内熱交換器中間温度センサ２２は、室内熱交換器２０を構成する配管の中間位置に設けられ、暖房運転時の凝縮温度を検知する。室内熱交換器液管温度センサ２３は、暖房運転時における室外熱交換器１２の冷媒流出側に設けられ、暖房運転時に室内熱交換器２０から流出する冷媒の温度を検知する。
［空気調和装置１００の動作］
　次に、空気調和装置１００の動作について説明する。ここでは、空気調和装置１００の暖房運転時の冷媒の流れ、ならびに、下流側膨張弁１５の開度制御について説明する。
（暖房運転時の冷媒の流れ）
　空気調和装置１００における暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。なお、図１に示す例において、冷媒流路切替装置１１の実線で示す状態が暖房運転時の状態を示す。
　暖房運転時には、冷媒流路切替装置１１が図１の実線で示す状態に切り替えられ、圧縮機１０の吐出側と室内熱交換器２０とが接続されるとともに、圧縮機１０の吸入側と室外熱交換器１２とが接続される。低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。
　圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して室内熱交換器２０に流入する。室内熱交換器２０に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、過冷却状態の高圧の液冷媒となって室内熱交換器２０から流出する。
　室内熱交換器２０から流出した高圧の液冷媒は、上流側膨張弁１３ならびに下流側膨張弁１５によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器１２に流入する。室外熱交換器１２に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気と熱交換して吸熱および蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器１２から流出する。室外熱交換器１２から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１を通過して、圧縮機１０へ吸入される。
（下流側膨張弁１５の開度制御）
　下流側膨張弁１５の開度制御について説明する。通常、制御装置１６は、暖房運転時において室外熱交換器１２の蒸発温度ＥＴが目標蒸発温度ＥＴ０に近づくように、第１の下流側膨張弁１５ａの開度を制御している。ここで、背景技術の項で説明したように、暖房運転時において冷媒回路内の冷媒が不足すると、第１の下流側膨張弁１５ａに流入する冷媒が気液二相化して圧損が増加することにより、蒸発温度ＥＴが低下する。この場合、蒸発温度ＥＴの低下を抑制して蒸発温度ＥＴが目標蒸発温度ＥＴ０となるように、制御装置１６は、第１の下流側膨張弁１５ａを制御する。具体的には、制御装置１６は、低下した蒸発温度ＥＴを上昇させるため、第１の下流側膨張弁１５ａを開くように制御する。
　しかしながら、蒸発温度ＥＴの低下量が大きい場合には、第１の下流側膨張弁１５ａが最大開度となっても蒸発温度ＥＴを目標蒸発温度ＥＴ０に近づけることが困難となる。そこで、本実施の形態１において、制御装置１６は、第１の下流側膨張弁１５ａに並列に設けられた第２の下流側膨張弁１５ｂをさらに制御し、蒸発温度ＥＴの低下を抑制する。
　図５は、下流側膨張弁１５の開度と蒸発温度ＥＴとの関係の一例を示すグラフである。図５において、横軸は下流側膨張弁１５の総開度を示し、縦軸は暖房運転時における室外熱交換器１２の蒸発温度ＥＴを示す。弁開度について初期段階から点線で示す段階（地点Ａ）までは、膨張弁制御部３４により第１の下流側膨張弁１５ａのみが制御された際の開度を示している。すなわち、地点Ａにおける弁開度は、第１の下流側膨張弁１５ａが最大開度（全開）であり、第２の下流側膨張弁１５ｂが全閉である状態を示す。また、地点Ａから右側は、第１の下流側膨張弁１５ａが全開とされた状態で、膨張弁制御部３４により第２の下流側膨張弁１５ｂが制御された際の開度を示す。
　本実施の形態１において、蒸発温度ＥＴが低下した場合、膨張弁制御部３４は、まず、蒸発温度ＥＴが目標蒸発温度ＥＴ０に近づくように第１の下流側膨張弁１５ａを制御し、第１の下流側膨張弁１５ａを開く。また、膨張弁制御部３４は、第２の下流側膨張弁１５ｂを全閉となるように制御する。その後、第１の下流側膨張弁１５ａが全開となっても蒸発温度ＥＴが目標蒸発温度ＥＴ０に到達しない場合、膨張弁制御部３４は、第２の下流側膨張弁１５ｂを制御し、第２の下流側膨張弁１５ｂを開く。
　このとき、膨張弁制御部３４は、蒸発温度ＥＴが目標蒸発温度ＥＴ０に近づくように、第２の下流側膨張弁１５ｂの開度を制御する。具体的には、膨張弁制御部３４は、目標蒸発温度ＥＴ０に対する蒸発温度ＥＴの偏差に基づき、式（１）を用いて第２の下流側膨張弁１５ｂの開度を決定し、決定した開度となるように、第２の下流側膨張弁１５ｂを制御する。式（１）において、αは予め設定された係数を示す。また、ＥＴ０は目標蒸発温度を示し、ＥＴは蒸発温度を示す。
　　第２の下流側膨張弁１５ｂ開度
　　　　＝（前回の第２の下流側膨張弁１５ｂ開度）＋α×（ＥＴ０－ＥＴ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　このようにして下流側膨張弁１５の開度が制御されることにより、下流側膨張弁１５の前後における圧力損失が低減する。そのため、蒸発温度偏差ΔＥＴ（＝ＥＴ０－ＥＴ）を設定偏差ΔＥＴＳＥＴ以下、すなわち蒸発温度ＥＴを目標蒸発温度ＥＴ０に近づけることができる。したがって、空気調和装置１００における暖房能力の低下を抑制することができる。
（弁開度制御処理）
　図６は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００における弁開度制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。弁開度制御処理は、空気調和装置１００による暖房運転において冷媒が不足した際に実行される。
　まず、ステップＳ１において、偏差算出部３２は、記憶部３５から読み出した目標蒸発温度ＥＴ０から室外熱交換器中間温度センサ１８で検知された蒸発温度ＥＴを減算し、蒸発温度偏差ΔＥＴを算出する。比較部３３は、算出された蒸発温度偏差ΔＥＴと、記憶部３５から読み出した設定偏差ΔＥＴＳＥＴとを比較し、蒸発温度偏差ΔＥＴが設定偏差ΔＥＴＳＥＴ以上であるか否かを判断する。また、比較部３３は、第１の下流側膨張弁１５ａの開度が最大開度であるか否かを判断する。
　比較の結果、蒸発温度偏差ΔＥＴが設定偏差ΔＥＴＳＥＴ以上であり、かつ、第１の下流側膨張弁１５ａの開度が最大開度である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、膨張弁制御部３４は、ステップＳ２において、式（１）に基づき第２の下流側膨張弁１５ｂを開くように制御する。一方、蒸発温度偏差ΔＥＴが設定偏差ΔＥＴＳＥＴ未満、あるいは、第１の下流側膨張弁１５ａの開度が最大開度でない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１に戻る。
　次に、ステップＳ３において、偏差算出部３２は、蒸発温度偏差ΔＥＴを算出する。比較部３３は、算出された蒸発温度偏差ΔＥＴと記憶部３５から読み出した設定偏差ΔＥＴＳＥＴとを比較し、蒸発温度偏差ΔＥＴが設定偏差ΔＥＴＳＥＴ以下であるか否かを判断する。
　比較の結果、蒸発温度偏差ΔＥＴが設定偏差ΔＥＴＳＥＴ以下である場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。一方、蒸発温度偏差ΔＥＴが設定偏差ΔＥＴＳＥＴよりも大きい場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、処理がステップＳ２に戻り、膨張弁制御部３４は、第２の下流側膨張弁１５ｂを開くように制御する。
　このように、弁開度制御処理では、暖房運転時において冷媒が不足した場合に、第１の下流側膨張弁１５ａに加えて第２の下流側膨張弁１５ｂの開度が制御される。これにより、第１の下流側膨張弁１５ａの開度制御だけでは蒸発温度ＥＴを目標蒸発温度ＥＴ０に近づけることが困難である場合でも、蒸発温度ＥＴを目標蒸発温度ＥＴ０に近づけることができる。そのため、蒸発温度の低下が抑制され、暖房能力の低下を抑制することができる。
　以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、第１の下流側膨張弁１５ａが開く方向に制御され、第１の下流側膨張弁１５ａが最大開度となった場合に、第２の下流側膨張弁１５ｂが開く方向に制御される。これにより、第１の下流側膨張弁１５ａに加えて第２の下流側膨張弁１５ｂによって蒸発温度が制御されるため、暖房運転の際の蒸発温度の低下を抑制し、暖房能力の低下を抑制することができる。
　空気調和装置１００において、制御装置１６は、目標蒸発温度に対する蒸発温度の偏差を示す蒸発温度偏差を算出する偏差算出部３２と、蒸発温度偏差と設定偏差との比較、ならびに、第１の下流側膨張弁１５ａの開度を判断する比較部３３と、下流側膨張弁１５の開度を制御する膨張弁制御部３４と、目標蒸発温度および設定偏差を記憶する記憶部３５とを有している。膨張弁制御部３４は、蒸発温度偏差が設定偏差以上であり、かつ、第１の下流側膨張弁１５ａが最大開度である場合に、第２の下流側膨張弁１５ｂを開くように制御する。これにより、第１の下流側膨張弁１５ａに加えて第２の下流側膨張弁１５ｂが制御される。そのため、第１の下流側膨張弁１５ａだけでは蒸発温度を目標蒸発温度に近づけることが困難である場合でも、蒸発温度を目標蒸発温度に近づけることができ、その結果、暖房能力の低下を抑制することができる。
　空気調和装置１００において、膨張弁制御部３４は、蒸発温度偏差に応じて第２の下流側膨張弁１５ｂの開度を決定する。このとき、第２の下流側膨張弁１５ｂの開度は、前回の第２の下流側膨張弁１５ｂの開度に、蒸発温度偏差に応じて算出した値を加算した値としてもよい。これにより、空気調和装置１００では、蒸発温度偏差に応じた適切な開度が設定されるため、暖房能力の低下を適切に抑制することができる。
　１　室外機、２　室内機、１０　圧縮機、１１　冷媒流路切替装置、１２　室外熱交換器、１３　上流側膨張弁、１４　冷媒容器、１５　下流側膨張弁、１５ａ　第１の下流側膨張弁、１５ｂ　第２の下流側膨張弁、１６　制御装置、１７　吐出温度センサ、１８　室外熱交換器中間温度センサ、１９　室外熱交換器液管温度センサ、２０　室内熱交換器、２１　吸い込み空気温度センサ、２２　室内熱交換器中間温度センサ、２３　室内熱交換器液管温度センサ、３１　温度情報取得部、３２　偏差算出部、３３　比較部、３４　膨張弁制御部、３５　記憶部、４１　処理回路、５１　プロセッサ、５２　メモリ、１００　空気調和装置。

Claims (4)

  1. 　冷媒を圧縮する圧縮機と、
    　暖房運転時に凝縮器として機能し、空調対象空間の室内空気と前記冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器と、
    　前記暖房運転時に蒸発器として機能し、室外空気と前記冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
    　前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に設けられ、前記冷媒を減圧する上流側膨張弁と、
    　前記暖房運転時における前記上流側膨張弁の下流側に設けられ、前記冷媒を減圧する複数の下流側膨張弁と、
    　前記暖房運転時における前記室外熱交換器の蒸発温度を検知する室外熱交換器中間温度センサと、
    　検知された前記蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、複数の前記下流側膨張弁を制御する制御装置と
    を備え、
    　複数の前記下流側膨張弁は、
    　並列に設けられた第１の下流側膨張弁および第２の下流側膨張弁を含み、
    　前記制御装置は、
    　前記蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、前記第１の下流側膨張弁を制御し、
    　前記第１の下流側膨張弁が最大開度となった場合に、前記第２の下流側膨張弁を開く方向に制御する
    空気調和装置。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記目標蒸発温度に対する前記蒸発温度の偏差を示す蒸発温度偏差を算出する偏差算出部と、
    　前記蒸発温度偏差と前記蒸発温度偏差に対して予め設定された設定偏差とを比較するとともに、前記第１の下流側膨張弁の開度を判断する比較部と、
    　前記比較部による比較結果に基づき、前記下流側膨張弁の開度を制御する膨張弁制御部と、
    　前記目標蒸発温度および前記設定偏差を記憶する記憶部と
    を有し、
    　前記膨張弁制御部は、
    　前記蒸発温度偏差が前記設定偏差以上であり、かつ、前記第１の下流側膨張弁が最大開度である場合に、前記第２の下流側膨張弁を開くように制御する
    請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 　前記膨張弁制御部は、
    　前記蒸発温度偏差に応じて前記第２の下流側膨張弁の開度を決定する
    請求項２に記載の空気調和装置。
  4. 　前記膨張弁制御部は、
    　前回の前記第２の下流側膨張弁の開度に、前記蒸発温度偏差に応じて算出した値を加算したものを、前記第２の下流側膨張弁の開度として決定する
    請求項２または３に記載の空気調和装置。
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