CN102460030B - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

一种制冷装置，即便在使用条件不同的情况下，也能控制室外风扇以提高COP。所述制冷装置包括制冷剂回路(10)、室外风扇(28)、外部气体温度传感器(34)、热交换温度传感器(33)及控制部(9)。制冷剂回路(10)是通过将压缩机(21)、室外热交换器(23)、室外膨胀阀(24)及室内热交换器(42)连接在一起而构成的，能在制冷循环与制热循环之间进行可逆运转。室外风扇(28)朝室外热交换器(23)输送外部气体。外部气体温度传感器(34)对与在室外热交换器(23)中流动的制冷剂进行热交换的外部气体的温度进行检测。热交换温度传感器(33)对室外热交换器(23)的温度进行检测。控制部(9)使用外部气体的温度和室外热交换器(23)的温度来算出负载，并根据对应于负载的室外风扇(28)的送风量来控制室外风扇(28)的输出。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及一种制冷装置。 
背景技术
以往，提出了一种以提高COP(性能系数)作为目的对各种设备进行控制的空调机。例如，在专利文献1(日本专利特开平10-30853号公报)所记载的空调机的控制装置中，对室外风扇的风量进行控制以获得对应于室外温度的理想的COP。 
发明内容
发明所要解决的技术问题 
在专利文献1所记载的空调机中，在制冷运转时，进行室外风扇的控制以提高COP。 
不过，考虑到近年来的节能对策等，较为理想的是进行即便在处于其它运转时(例如制热运转时)也可提高COP的控制。 
因此，本发明的技术问题在于提供一种即便在使用条件不同的情况下也能控制室外风扇以提高COP的制冷装置。 
解决技术问题所采用的技术方案 
第一发明的制冷装置包括制冷剂回路、送风风扇、外部气体温度检测元件、热交换温度检测元件及控制元件。制冷剂回路是通过将压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构及利用侧热交换器连接在一起而构成的，能在制冷循环与制热循环之间进行可逆运转。送风风扇朝热源侧热交换器输送外部气体。外部气体温度检测元件对与在热源侧热交换器中流动的制冷剂进行热交换的外部气体的温度进行检测。热交换温度检测元件对热源侧热交换器的温度进行检测。控制 元件使用外部气体的温度和热源侧热交换器的温度来算出负载，并根据对应于负载的送风风扇的送风量来控制室外风扇的输出。 
在此，例如，制冷装置是空调机。另外，在此，例如，送风风扇的送风量是指使制冷装置的COP(性能系数)理想化的送风量。 
在第一发明的制冷装置中，根据对应于负载的送风风扇的送风量控制送风风扇的输出，藉此，即便在制冷装置的使用条件不同的情况下，也能控制送风风扇的送风量以提高COP。 
第二发明的制冷装置是在第一发明的制冷装置的基础上，控制元件根据外部气体的温度与热源侧热交换器的温度之间的差来算出负载。 
在第二发明的制冷装置中，根据外部气体的温度与热源侧热交换器的温度之差算出负载，并控制送风风扇的输出。藉此，例如，即便外部气体的温度发生变动，也能通过使用该外部气体的温度与热源侧热交换器的温度的差控制送风风扇的输出，来更细致地进行送风风扇的送风量的控制。 
第三发明的制冷装置是在第一发明的制冷装置的基础上，控制元件从外部气体的温度和热源侧热交换器的温度中的一个温度减去另一个温度来算出负载。 
在第三发明的制冷装置中，例如，即便外部气体的温度发生变动，也能通过使用该外部气体的温度与热源侧热交换器的温度的差控制送风风扇的输出，来更细致地进行送风风扇的送风量的控制。 
第四发明的制冷装置是在第一发明至第三发明中任一发明的制冷装置的基础上，控制元件由负载和送风风扇的送风量的关系式算出对应于负载的送风风扇的送风量。 
在第四发明的制冷装置中，首先，算出负载，然后，由负载与送风风扇的送风量的关系式算出对应于负载的送风风扇的送风量，藉此，能省去输入负载的信息的工夫，并能正确地算出送风风扇的送风量。 
第五发明的制冷装置是在第一发明至第四发明中任一发明的制冷装置的基础上，热交换温度检测元件是在制冷剂回路处于制冷循环的状态下对热源侧热交换器的冷凝温度进行检测的冷凝温度检测元件。 
在第五发明的制冷装置中，制冷运转时，在热源侧热交换器中，在热源侧热交换器内流动的制冷剂与外部气体之间进行热交换。即，热源侧热交换器作为制冷剂的冷凝器起作用。由此，能通过检测出外部气体温度及热源侧热交换器的冷凝温度来算出适当的负载。 
第六发明的制冷装置是在第一发明至第四发明中任一发明的制冷装置的基础上，热交换温度检测元件是在制冷剂回路处于制热循环的状态下对热源侧热交换器的蒸发温度进行检测的蒸发温度检测元件。 
在第六发明的制冷装置中，制热运转时，在热源侧热交换器中，在热源侧热交换器内流动的制冷剂与外部气体之间进行热交换。即，热源侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用。由此，能通过检测出外部气体温度及热源侧热交换器的蒸发温度来算出适当的负载。 
第六发明的制冷装置是在第四发明的制冷装置的基础上，存在多个关系式。此外，控制元件根据设定温度与室内温度的乖离度和/或压缩机的频率从多个关系式中选出一个关系式，并由一个关系式算出对应于负载的送风风扇的送风量。 
在第七发明的制冷装置中，例如，根据状况从多个关系式中选出一个关系式，并使用该选出的关系式算出对应于负载的送风风扇的送风量，藉此，能进行与状况相适应的送风风扇的控制。 
发明效果 
在第一发明的制冷装置中，根据对应于负载的送风风扇的送风量控制送风风扇的输出，藉此，即便在制冷装置的使用条件不同的情况下，也能控制送风风扇的送风量以提高COP。 
在第二发明的制冷装置中，根据外部气体的温度与热源侧热交换器的温度之差算出负载，并控制送风风扇的输出。藉此，例如，即便外部气体的温度发生变动，也能通过使用该外部气体的温度与热源侧热交换器的温度的差控制送风风扇的输出，来更细致地进行送风风扇的送风量的控制。 
在第三发明的制冷装置中，例如，即便外部气体的温度发生变动，也能通过使用该外部气体的温度与热源侧热交换器的温度的差控制送风风扇的输出， 来更细致地进行送风风扇的送风量的控制。 
在第四发明的制冷装置中，首先，算出负载，然后，由负载与送风风扇的送风量的关系式算出对应于负载的送风风扇的送风量，藉此，能省去输入负载的信息的工夫，并能正确地算出送风风扇的送风量。 
在第五发明的制冷装置中，制冷运转时，在热源侧热交换器中，在热源侧热交换器内流动的制冷剂与外部气体之间进行热交换。即，热源侧热交换器作为制冷剂的冷凝器起作用。由此，能通过检测出外部气体温度及热源侧热交换器的冷凝温度来算出热源侧热交换器的适当的负载。 
在第六发明的制冷装置中，制热运转时，在热源侧热交换器中，在热源侧热交换器内流动的制冷剂与外部气体之间进行热交换。即，热源侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用。由此，能通过检测出外部气体温度及热源侧热交换器的蒸发温度来算出热源侧热交换器的适当的负载。 
在第七发明的制冷装置中，能进行与状况相适应的送风风扇的控制。 
附图说明
图1是空调机的制冷剂回路的***图。 
图2是控制部的控制框图。 
图3是表示室外风扇的前表面风速与COP(性能系数)的关系的图。 
图4是表示室外热交换器与最佳COP前表面风速的关系的图。 
图5是表示第一实施方式的空调机的以在制冷运转时COP为最佳的方式进行的室外风扇的控制的流程图。 
图6是变形例的制冷剂回路的***图。 
图7是表示第二实施方式的空调机的室外风扇的控制的流程图。 
图8是表示允许前表面风速的范围的曲线图。 
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 
<第一实施方式> 
<空调机1的结构> 
图1是空调机1的制冷剂回路10的***图。 
空调机1是通过进行蒸汽压缩式的制冷循环运转而用于建筑物室内的制冷制热的设备。如图1所示，空调机1主要包括：一台作为热源单元的室外单元2；与室外单元2连接的一台作为利用单元的室内单元4；以及将室外单元2与室内单元4连接在一起的作为制冷剂连通配管的液体侧制冷剂连通配管6和气体侧制冷剂连通配管7。即，空调机1的蒸汽压缩式制冷剂回路10通过连接室外单元2、室内单元4、液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管7而构成。 
<室内单元4的结构> 
首先，对室内单元4的结构进行说明。 
通过埋入或悬挂于建筑物室内的天花板或者通过挂在室内的壁面上来设置室内单元4。室内单元4经由液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管7而与室外单元2连接，以构成制冷剂回路10的一部分。 
室内单元4主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室内侧制冷剂回路10a。该室内侧制冷剂回路10a主要具有作为利用侧热交换器的室内热交换器42。 
室内热交换器42是由传热管和许多翅片构成的交叉翅片式的翅片管热交换器，在制冷运转时，作为制冷剂的蒸发器起作用来对室内空气进行冷却，在制热运转时，作为制冷剂的冷凝器起作用来对室内空气进行加热。 
另外，室内单元4具有室内风扇43，该室内风扇43作为送风风扇，用于将室内空气吸入室内单元4内，并使该室内空气在室内热交换器42中与制冷剂进行热交换，之后，将其作为供给空气供给到室内。室内风扇43是被风扇电动机43a驱动而能改变供给至室内热交换器42的空气的风量的风扇。 
另外，在室内单元4的室内空气的吸入口侧设有对流入室内单元4内的室内空气的温度(即室内温度)进行检测的室内温度传感器44。 
<室外单元2的结构> 
接着，对室外单元2的结构进行说明。 
室外单元2设置于建筑物的室外，并经由液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管7而与室内单元4连接。此外，室外单元2与室内单元4之间构成制冷剂回路10。 
室外单元2主要具有构成制冷剂回路10的一部分的室外侧制冷剂回路10b。该室外侧制冷剂回路10b主要具有压缩机21、四通切换阀22、作为热源热交换器的室外热交换器23、作为膨胀机构的室外膨胀阀24、储罐25、液体侧截止阀26及气体侧截止阀27。 
压缩机21是能改变运转容量的压缩机，是被压缩机用电动机21a(参照图2)驱动的容积式压缩机。 
四通切换阀22是用于切换制冷剂的流向的阀，在制冷运转时，为了使室外热交换器23作为被压缩机21压缩的制冷剂的冷凝器起作用，且使室内热交换器42作为在室外热交换器23中被冷凝的制冷剂的蒸发器起作用，四通切换阀22将压缩机21的排出侧与室外热交换器23的气体侧连接在一起，并将压缩机21的吸入侧(具体而言是储罐25)与气体侧制冷剂连通配管7连接在一起(参照图1的四通切换阀22的实线)。另外，在制热运转时，为了使室内热交换器42作为被压缩机21压缩的制冷剂的蒸发器起作用，四通切换阀22将压缩机21的排出侧与气体侧制冷剂连通配管7连接在一起，并将压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体侧连接在一起(参照图1的四通切换阀22的虚线)。 
室外热交换器23是由传热管和许多翅片构成的交叉翅片式的翅片管热交换器。室外热交换器23是在制冷运转时作为制冷剂的冷凝器起作用并在制热运转时作为制冷剂的蒸发器起作用的热交换器。室外热交换器23的气体侧与四通切换阀22连接，室外热交换器23的液体侧与液体侧制冷剂连通配管6连接。 
室外膨胀阀24是为了对在室外侧制冷剂回路10b内流动的制冷剂的压力、流量进行调节而与室外热交换器23的液体侧连接的电动膨胀阀。 
室外单元2具有室外风扇28，该室外风扇28作为送风风扇，用于将室外空气吸入室外单元2内，并使该室外空气在室外热交换器23中与制冷剂进行 热交换，之后，将其排出到室外。室外风扇28是能改变供给至室外热交换器23的外部气体的量的风扇，是被风扇电动机28a驱动的螺旋桨风扇。风扇电动机28a是经由逆变器装置(未图示)接受供电而被驱动的，能通过使频率(即转速)可变来使室外风扇28的风量可变。 
储罐25被连接在压缩机21与四通切换阀22之间，是能根据室内单元4的运转负载的变动来积存制冷剂回路10内所产生的剩余制冷剂的容器。 
液体侧截止阀26及气体侧截止阀27是设于与外部的设备、配管(具体而言是液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管7)连接的连接口的阀。液体侧截止阀26与室外热交换器23连接。气体侧截止阀27与四通切换阀22连接。 
另外，在室外单元2中设有传感器33、34。具体而言，在室外热交换器23中设有热交换温度传感器33，该热交换温度传感器33作为热交换温度检测元件，对在室外热交换器23内流动的制冷剂的温度(即对应于制冷运转时的冷凝温度或制热运转时的蒸发温度的制冷剂温度)进行检测。另外，在室外单元2的室外空气的吸入口侧设有外部气体温度传感器34，该外部气体温度传感器34作为外部温度检测元件，对流入室外单元2内的室外空气(外部气体)的温度(即外部气体温度)进行检测。 
<液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管7的结构> 
液体侧制冷剂连通配管6及气体侧制冷剂连通配管7是在将空调机1设置于建筑物内的设置场所时在现场被施工的制冷剂管，其能根据设置场所、室外单元2与室内单元4的组合的设置条件而使用具有各种长度和管径的制冷剂配管。 
<控制部9(相当于控制元件)的结构> 
图2是控制部9的控制框图。 
如图2所示，控制部9具有室内控制部9a和室外控制部9b。室内控制部9a及室外控制部9b由存储器、微型计算机构成。室内控制部9a对构成室内单元4的各种设备(具体而言是室内风扇43)的动作进行控制。室外控制部9b对构成室外单元2的各种设备(具体而言是压缩机21、室外风扇28等)的动作进 行控制。 
室内控制部9a与用于个别操作室内单元4的遥控器(未图示)之间能进行控制信号的发送接收。另外，室内控制部9a及室外控制部9b彼此能经由传送线来进行控制信号的发送接收。此外，由室内控制部9a和室外控制部9b构成的控制部9与传感器33、34、44连接以能接收传感器33、34、44的检测信号，并能根据这些检测信号来进行室内风扇43及室外风扇28的转速、压缩机21的转速、室外膨胀阀24的开度的控制。 
另外，如图4所示，在控制部9中存储有表示负载与室外风扇28的最佳COP前表面风速(m/s)(空调机1的COP为大致最佳的室外风扇28的前表面风速)的关系的关系式(以下称为第一关系式)。具体而言，第一关系式用y(m/s)＝ax(deg)+b来表示。前表面风速是将室外风扇28的送风量除以室外热交换器23的面积而得到的值。负载基于被外部气体温度传感器34检测出的外部气体温度与被热交换温度传感器33检测出的室外热交换器23中的制冷剂的温度(即制冷运转时在室外热交换器23内流动的制冷剂的冷凝温度、制热运转时在室外热交换器23内流动的制冷剂的蒸发温度)之间的差。具体而言，负载是从外部气体温度减去室外热交换器23中的制冷剂的温度而算出的。 
在此，图3是表示在空调机1处于制冷额定运转时、制热额定运转时、制冷中间运转时(例如在外部气体温度为18℃～20℃的条件下所进行的制冷运转时)、制热中间运转时(例如在外部气体温度为13℃～18℃的条件下所进行的制热运转时)的室外风扇28的前表面风速与COP比的关系的曲线图。图4所示的点例如是将负载作为参数，在图3所示的制冷额定运转时、制热额定运转时、制冷中间运转时、制热中间运转时这各个时候绘制COP比为100％的室外风扇28的前表面风速(在制冷额定运转时为2.0m/s，在制热额定运转时为1.46m/s，在制冷中间运转时为1.32m/s，在制热中间运转时为0.90m/s)而得到的点。此外，第一关系式是利用最小二乘法求出该绘制出的点的关系式。 
由于第一关系式是利用前表面风速导出的，因此不受空调机的马力(电量)影响。 
另外，在控制部9中存储有表示最佳COP前表面风速与室外风扇28的转 速(送风量)的关系的关系式(映射)(以下称为第二关系式(映射))。 
<空调机1的动作> 
作为空调机1的动作主要有制冷剂回路10处于制冷循环的状态(即制冷运转的状态，四通切换阀22的图1的实线所示的状态)和制冷剂回路10处于制热循环的状态(即制热运转的状态，四通切换阀22的图1的虚线所示的状态)。利用控制部9来进行空调机1的动作。 
此处，在通常的制冷运转时及制热运转时，室外风扇的送风量较多被控制为恒定值(例如，为了在室外热交换器中较多地进行制冷剂与外部气体之间的热交换而以使室外风扇的送风量一直处于最大值的方式进行控制等)。然而，当室外风扇的送风量始终被控制为恒定值时，可能会对COP施加影响(例如，在室内单元的负载较小的情况等中，室外风扇的送风量始终被控制为最大值等)。 
但是，鉴于节能对策，认为空调机具有更佳的COP是较为理想的。 
另一方面，例如如图3所示，在空调机1的制冷额定运转时、制热额定运转时、制冷中间运转时、制热中间运转时这四个条件中的各个条件下，COP为最佳的前表面风速不同。 
由此，与进行将室外风扇的送风量始终保持为恒定值的控制相比，可认为进行根据空调机的运转条件改变室外风扇的送风量的控制是较为理想的。 
因此，在本实施方式中，进行以下空调机1的控制，从而即便在不同的条件下也可使COP大致最佳。 
(1)空调机1处于制冷运转时的控制 
首先，使用图1对制冷运转时的空调机1的控制进行说明。 
在制冷运转时，进行控制以使制冷剂回路10处于制冷循环的状态(四通切换阀22处于图1所示的实线的状态)。即，进行控制以使制冷剂回路10处于以下状态：压缩机21的排出侧与室外热交换器23的气体侧连接，且压缩机21的吸入侧经由气体侧截止阀27及气体侧制冷剂连通配管7而与室内热交换器42的气体侧连接。 
此外，在该状态下，当压缩机21、室外风扇28及室内风扇43被驱动时， 首先，低压的气体制冷剂被吸入压缩机21中，然后，该气体制冷剂被压缩而成为高压的制冷剂。随后，该高压的气体制冷剂经由四通切换阀22而被输送至室外热交换器23。该高压的气体制冷剂在室外热交换器23中与被室外风扇28供给来的外部气体进行热交换而被冷凝，从而成为高压的液体制冷剂。此外，高压的液体制冷剂被室外膨胀阀24减压而成为低压的气液两相状态的制冷剂，并经由液体侧截止阀26及液体侧制冷剂连通配管6而被输送到室内单元4。被输送到室内单元4的低压的气液两相状态的制冷剂被输送到室内热交换器41，在室内热交换器41中与室内空气进行热交换而被蒸发，从而成为低压的气体制冷剂。该低压的气体制冷剂经由气体侧制冷剂连通配管7及气体侧截止阀27而被输送到室外单元2，并经由四通切换阀22流入储罐25。此外，流入储罐25的低压的气体制冷剂再次被吸入压缩机21。 
另外，当制冷剂回路10处于被室内温度传感器44检测到的室内温度变为用户通过遥控器设定的设定温度这样的运转循环(即稳定运转状态的循环)时，控制室外风扇28的送风量，以一直使空调机1的COP为大致最佳。在此，室外风扇28的送风量控制是通过反复执行图5所示的步骤S1～步骤S3而进行的。以下，对步骤S1～步骤S3进行说明。 
图5是表示空调机1的以COP为最佳的方式进行的室外风扇28的控制的流程图。 
在步骤S1中，通过从被外部气体温度传感器34检测出的外部气体温度中减去被热交换温度传感器33检测出的室外热交换器23中的制冷剂的冷凝温度来算出负载(deg)。 
在步骤S2中，根据第一关系式，从在步骤S1中算出的负载算出室外风扇28的最佳COP前表面风速。 
在步骤S3中，控制室外风扇28的送风量，以使室外风扇28的前表面风速变为在步骤S2中算出的最佳COP前表面风速。即，控制部9使用第二关系式(映射)从最佳COP前表面风速确定风扇电动机28a的目标转速，并通过逆变器装置将对应于该室外风扇28的目标转速的频率的电力输入至风扇电动机28a中，藉此控制室外风扇28的送风量。 
(2)空调机1处于制热运转时的控制 
接着，使用图1对制热运转时的空调机1的控制进行说明。 
在制热运转时，进行控制以使制冷剂回路10处于制热循环的状态(四通切换阀22处于图1所示的虚线的状态)。即，进行控制以使制冷剂回路10处于以下状态：压缩机21的排出侧经由气体侧截止阀27及气体侧制冷剂连通配管7而与室内热交换器42的气体侧连接，且压缩机21的吸入侧与室外热交换器23的气体侧连接。 
此外，在该状态下，当压缩机21、室外风扇28及室内风扇43被驱动时，低压的气体制冷剂被吸入压缩机21中，然后，该低压的气体制冷剂被压缩而成为高压的气体制冷剂。该高压的气体制冷剂经由四通切换阀22、气体侧截止阀27及气体侧制冷剂连通配管7而被输送至室内单元4。被输送至室内单元4的高压的气体制冷剂在室内热交换器42中与被室内风扇43供给来的室内空气进行热交换而被冷凝，从而成为高压的液体制冷剂。高压的液体制冷剂经由液体侧制冷剂连通配管6及液体侧截止阀26而被输送至室外单元2。此外，被输送至室外单元2的高压的液体制冷剂被室外膨胀阀24减压而成为低压的气液两相状态的制冷剂，并被输送至室外热交换器23。低压的气液两相状态的液体制冷剂在室外热交换器23中与被室外风扇28供给来的外部气体进行热交换而蒸发，从而成为低压的气体制冷剂。该低压的气体制冷剂经由四通切换阀22而流入储罐25，然后再次被吸入压缩机21中。 
此外，当制冷剂回路10处于被室内温度传感器44检测到的室内温度变为用户通过遥控器设定的设定温度这样的运转循环(即稳定运转状态的循环)时，即便在制热运转时也与制冷运转时相同，控制室外风扇28的送风量，以一直使空调机1的COP为大致最佳。制热运转时的室外风扇28的送风量控制大致与制冷运转时的室外风扇28的送风量控制(步骤S1～步骤S3，参照图5)相同，但在制热运转时，在步骤S1中，负载是从外部气体温度中减去室外热交换器23的制冷剂的蒸发温度而算出的，在这点上不同。 
如上所述，在空调机1中，控制部9进行以下控制：使用室外热交换器23中的制冷剂的温度与外部气体温度之间的差来算出负载，然后，使室外风扇 28的送风量与使用第一关系式而获得的基于负载的室外风扇28的最佳COP前表面风速相对应。 
藉此，即便因室外单元2的设置条件、设置环境而使外部气体温度变动，也可通过使用外部气体温度与热源侧热交换器23的温度之间的差来算出负载，而进一步极细致地进行室外风扇28的送风量控制。另外，藉此，即便在不同的运转条件下，也能将空调机1的COP设为大致最佳。 
<第一实施方式的空调机1的特征> 
以往，如专利文献1(日本专利特开平10-30853号公报)那样，曾提出了根据外部气体温度来控制室外风扇的风量以使COP变得最佳的空调机。在该空调机中，在外部气体温度较低的情况下，进行控制以使室外风扇的送风量变少。然而，即便在外部气体温度较低的情况下，也可能存在负载(例如室外热交换器的负载)较高的情况，在该情况下，提高室外风扇的风量是较为理想的。在此，作为即便外部气体温度较低负载也较高的情况，可举出供室外单元设置的室外的环境例如为台风、雨雪的情况，另外，还可举出室外单元以吹出口、吸入口被壁等堵塞的方式设置于室外而不易在室外热交换器中进行热交换的情况等。 
因此，在本实施方式中，不仅考虑外部气体温度，也考虑室外热交换器23中的制冷剂的温度(制冷运转时，在室外热交换器23内流动的制冷剂的冷凝温度，制热运转时，在室外热交换器23内流动的制冷剂的蒸发温度)来算出负载(具体而言，从外部气体温度中减去室外热交换器23中的制冷剂的温度来算出负载)。此外，使用第一关系式由负载算出最佳COP前表面风速，并对室外风扇28的送风量进行控制以使风速成为最佳COP前表面风速。 
由此，通过使用外部气体温度及室外热交换器23中的制冷剂的温度的两个检测值来算出负载，从而能进一步极细致地控制室外风扇28的送风量。 
另外，如上所述，第一关系式将与空调机1的制冷额定运转时、制热额定运转时、制冷中间运转时、制热中间运转时这样的四个主要条件下的室外风扇28的送风量相对应的COP比的曲线图作为基础，来算出室外风扇28的最佳COP前表面风速，并将负载作为参数来表现该室外风扇28的最佳COP前表面风速。 
由此，通过使用第一关系式由负载算出室外风扇28的最佳COP前表面风速，从而能算出对应于各个运转条件下的负载的室外风扇28的最佳COP前表面风速。 
此外，通过进行上述控制，能使空调机1的COP处于大致最佳。 
<第一实施方式的空调机1的变形例> 
以上，根据附图对本发明的实施方式进行了说明，但具体的结构并不局限于上述实施方式，能在不脱离本发明的思想的范围内加以改变。 
(A) 
图6是本变形例(A)的制冷剂回路10的***图。 
在上述实施方式中，以限定于在一台室外单元2上连接有一台室内单元4的所谓成对式的空调机1的方式进行了记载，但本发明并不限于此。 
例如如图6所示，也可以是在一台室外单元2上连接有多台室内单元4、5、……、n的所谓多联式的空调机100。 
在该情况下，在室内单元4、5、……、n中设有能进行调节以分别使与室内单元4、5、……、n的负载相适应的制冷剂流动的室内膨胀阀44、54、……、n4。图6所示的标注于室内单元5的各种设备的编号是将表示室内单元4的各种设备的40号段的符号替换为50号段的符号。 
(B) 
在上述实施方式中，说明了利用设于室外热交换器23的热交换温度传感器33对在室外热交换器23内流动的制冷剂的温度进行检测，但本发明并不限于此。 
例如，在将压力传感器设于室外热交换器23的情况下，也可使用将被该压力传感器检测出的制冷剂压力换算成制冷剂的饱和温度后的值作为制冷剂的温度。 
(C) 
在上述实施方式中，说明了在控制部9中存储有第一关系式，但本发明并不限于此，也可以是表示负载与室外风扇28的最佳COP前表面风速(m/s)的关系的关联映射，以代替第一关系式。 
(D) 
在上述实施方式中，以限定于空调机1的方式进行了说明，但本发明并不限于此。例如，也可以是热泵式的供热水器。 
(E) 
在上述实施方式中，利用室内温度传感器44对室内温度进行检测，但并不限于此。例如，也可将对被吸入室内单元4的吸入空气的温度进行检测的吸入温度传感器(未图示)设于室内单元4以代替室内温度传感器44，并将被该吸入温度传感器检测出的吸入温度作为室内温度。 
<第二实施方式> 
接着，对第二实施方式进行说明。另外，对与第一实施方式相同的构成设备等标注相同的符号并省略其说明。 
对第二实施方式的与第一实施方式不同的点简单地进行说明，在第一实施方式中，根据第一关系式由负载算出最佳COP前表面风速，并对室外风扇28的送风量进行控制以使风速成为最佳COP前表面风速(以下，将该控制称为最佳风速控制)，但在第二实施方式中，根据状况的不同，可能进行最佳风速控制以外的控制。 
在此，若对应最佳COP前表面风速控制室外风扇28的送风量(若进行最佳风速控制)，则APF(Annual Performance Factor：全年能量消耗效率)也处于大致最佳，这点是明白的。即，若COP提高，则APF也提高。关于这点，在第一实施方式的空调机1中也是相同的。 
此外，在第二实施方式中，将以下范围内的前表面风速作为允许前表面风速，该范围是指与进行目前被较多地执行的控制的情况(具体而言是与室外热交换器的负载无关联地将室外风扇的送风量控制为恒定值的情况)相比APF提高的范围(APF提高范围：图8所示的被双点划线围住的范围)。另外，根据状况的不同，不仅进行最佳风速控制，还进行基于该允许前表面风速的室外风扇28的送风量的控制。以下，将基于允许前表面风速的室外风扇28的送风量的控制称为适当允许风速控制。 
以下，使用图7对第二实施方式的空调机1的室外风扇28的控制进行说 明。与第一实施方式相同，将以下的控制设为控制部9所进行的控制。 
图7是表示第二实施方式的空调机1的室外风扇28的控制的流程图。图8是表示允许前表面风速的范围的曲线图。 
首先，如步骤S101所示，对设定温度与被室内温度传感器44检测出的室内温度的乖离度(即从设定温度中减去室内温度后的值，在图面上表示为T)是否处于被预先存储在控制部9中的第一阀值(在图面上表示为x1)以上进行判定。在乖离度处于第一阀值以上的情况下，转移至步骤S103，另一方面，在乖离度不足第一阀值的情况下，转移至步骤S102。 
控制部9将取得设定温度及室内温度的数据作为进行上述判定的前提。 
在步骤S102中，与第一实施方式相同，进行最佳风速控制。 
在此，若设定温度与室内温度的乖离度不足第一阀值，则能判断出因空调机1的空气调节而满足了用户的舒适性，因此，对室外风扇28进行控制，以提高节能性，即以能获得大致最佳的COP/APF。 
在步骤S103中，对设定温度与室内温度的乖离度是否处于被预先存储在控制部9中的第二阀值(设为第二阀值＞第一阀值，在图面上表示为x2)以上进行判定。在乖离度处于第二阀值以上的情况下，转移至步骤S104，另一方面，在乖离度不足第二阀值的情况下，转移至步骤S105。 
在步骤S104中，判定出设定温度与室内温度的乖离度较大，从而根据室内单元4的负载控制室外风扇28，或将室外风扇28控制成以最大风量(最大转速)运转。即，此处，不进行考虑了COP/APF(考虑了节能性)的控制，就进行使用户的舒适性优先的控制。 
在步骤S105中，首先，使用室外热交换器23中的制冷剂的温度与外部气体温度之间的差来算出负载。此外，使用图8的曲线图，由负载算出室外风扇28的允许前表面风速，并根据该允许前表面风速控制室外风扇28的输出。在控制部9中预先存储有表示允许前表面风速与室外风扇28的送风量(转速)之间的关系的关系式(映射)。 
在此，室外风扇28的允许前表面风速根据欲获得何等程度的APF而发生变化。由此，在第二实施方式中，预先在控制部9中存储有表示室内温度和设定温度的乖离度与APF之间的关系的乖离度-APF映射。此外，根据该乖离度-APF映射由乖离度确定APF，并从图8的多个(本实施方式中为八个)曲线(A～H的曲线)中选定可达到该APF的允许前表面风速的曲线。此外，根据该允许前表面风速的曲线，由负载算出允许前表面风速，并如上所述控制室外风扇28的输出，以使风速成为该算出的允许前表面风速。
具体而言，对步骤S105的处理进行说明，例如，假设可达到根据设定温度与室内温度的乖离度而被确定的APF的允许前表面风速的曲线为A。此时，在负载为6.0(deg)的情况下，在A的曲线中，负载为6.0(deg)的允许前表面风速是大约1.44(m/s)，因此，对室外风扇28的送风量进行控制以使风速变为该允许前表面风速。 
在图8中，APF为：A、E＞B、F＞C、G＞D、H。另外，图8中的A、E、B、F、C、G、D、H的曲线分别是在固定制冷额定运转时的最佳前表面风速的状态下在制热中间运转时、制冷中间运转时、制热额定运转时的最佳COP前表面风速上加上±0.2(m/s)、±0.4(m/s)、±0.6(m/s)、±0.8(m/s)时的允许前表面风速的曲线。能用关系式来表示该曲线，作为一例，A的曲线在4.4≤负载≤7时可用y＝a1x+b1这一关系式表示，在7＜负载时可用y＝a2x+b2这一关系式表示。 
如上所述，在第二实施方式中，控制部9算出室内温度与设定温度之间的差，并根据该差来对是进行使大致最佳的节能性优先的控制(最佳风速控制)，还是进行在维持理想的节能性的同时兼顾用户的舒适性的控制(允许风速控制)即将空调机1的运转能力提高得比最佳风速控制高的控制进行判定并确定。 
藉此，在进行最佳风速控制的情况下，能获得大致最佳的COP/APF，在进行允许风速控制的情况下，虽非最佳，但与现有的不考虑负载就对室外风扇的送风量进行控制的情况相比能获得较高的COP/APF。 
<第二实施方式的空调机1的特征> 
在第二实施方式中，考虑了各种可能出现的状况，而并未像第一实施方式那样一律进行最佳风速控制。具体而言，如上所述，设置某一条件，并根据是否满足该条件来确定是进行最佳风速控制还是进行允许风速控制(即，是使最佳的节能优先，还是进行在维持理想的节能的同时兼顾用户的舒适性的控制)。即，能根据状况来进行室外风扇28的控制。由此，在判断为未满足用户的舒适性而欲提高空调机1的运转能力的情况下，通过进行允许风速控制，在获得比以往更高的COP/APF的同时，还能兼顾用户的舒适性。 
<第二实施方式的空调机1的变形例> 
(A) 
在上述实施方式中，在图7的流程图中，在步骤S101中判断为设定温度与室内温度的乖离度不足第一阀值的情况下，在步骤S102中进行最佳风速控制，但并不限于此。例如，也可设置在步骤S101中判定为“否”的情况下进一步对设定温度与室内温度的乖离度是否不足第三阀值进行判定的判定处理，并根据该判定的结果来确定是进行最佳风速控制还是进行允许风速控制。具体而言，也可以是以下控制模式：若乖离度不足第三阀值，则将室外风扇28控制成以最小风量(最小转速)运转，而在乖离度并非不足第三阀值的情况下，进行最佳风速控制。另外，也可以是以下控制模式：若乖离度不足第三阀值，则将室外风扇28控制成以最小风量(最小转速)运转，而在乖离度并非不足第三阀值的情况下，进行允许风速控制。 
即便在该情况下，也能获得比不考虑负载就将室外风扇28的风量控制为恒定值的情况更高的COP/APF。 
(B) 
在上述实施方式中，根据设定温度与室内温度的乖离度来确定是进行最佳风速控制还是进行允许风速控制，但并不限于此。例如，也可根据压缩机21的频率来确定是进行最佳风速控制还是进行允许风速控制。在该情况下，图7的流程图的步骤S101、步骤S103中作为判定对象的设定温度与室内温度的乖离度被替换为压缩机21的频率。此外，第一阀值、第二阀值替换为被预先存储在控制部9中的第四阀值、第五阀值(设为第四阀值＜第五阀值)。 
下面具体说明利用压缩机21的频率来确定室外风扇28的控制的情况，首先，在步骤S101中，对压缩机21的频率是否比第四阀值高进行判定。然后，在判定为压缩机21的频率比第四阀值高的情况下，判断负载较高，在步骤S103 中，对压缩机21的频率是否比第五阀值高进行判定。 
在判定为压缩机21的频率不比第四阀值高的情况下，与上述相同，在步骤S102中进行最佳风速控制。另外，在步骤S105中，在判定为压缩机21的频率不比第五阀值高的情况下，与上述相同，进行允许风速控制。此外，在判定为压缩机21的频率比第五阀值高的情况下，与上述相同，进行步骤S104的处理。 
在该情况下也与上述相同，作为进行步骤S105的允许风速控制的前提，预先在控制部9中存储有表示压缩机21的频率与APF之间的关系的频率-APF映射。此外，在步骤S105中，根据该频率-APF映射由压缩机21的频率确定APF，并从图8的曲线(A～H的曲线)中选定可达到该APF的允许前表面风速的曲线。然后，根据该允许前表面风速的曲线由负载确定允许前表面风速。 
即便在该情况下，也能获得比不考虑负载就将室外风扇28的风量控制为恒定值的情况更高的COP/APF。 
另外，与上述相同，也可根据设定温度与室内温度的乖离度及压缩机21的频率来确定是进行最佳风速控制还是进行允许风速控制。即便在这种情况下，也能起到与上述相同的效果。 
(C) 
在上述实施方式中，允许前表面风速的曲线仅仅是A～H这八个曲线，但并不限于此，也可以是八个以上的曲线。在该情况下，能进行进一步使APF极细致地可变的控制。 
工业上的可利用性 
在本发明中，即便在使用条件不同的情况下，也能控制室外风扇以提高COP/APF，因此，本发明是有用的。 
(符号说明) 
1 空调机(制冷装置) 
9 控制部(控制元件) 
10 制冷剂回路 
21 压缩机 
23 室外热交换器(热源侧热交换器) 
24 室外膨胀阀(膨胀机构) 
28 室外风扇(送风风扇) 
33 热交换温度传感器(热交换温度检测元件) 
34 外部气体温度传感器(外部气体温度检测元件) 
42 室内热交换器(利用侧热交换器) 
100 空调机(制冷装置) 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本专利特开平10-30853号公报 

Claims (5)

1.一种制冷装置(1、100)，其特征在于，包括：
制冷剂回路(10)，该制冷剂回路(10)是通过将压缩机(21)、热源侧热交换器(23)、膨胀机构(24)及利用侧热交换器(42)连接在一起而构成的，能在制冷运转与制热运转之间进行可逆运转；
送风风扇(28)，该送风风扇(28)朝所述热源侧热交换器输送外部气体；
外部气体温度检测元件(34)，该外部气体温度检测元件(34)对与在所述热源侧热交换器中流动的制冷剂进行热交换的所述外部气体的温度进行检测；
热交换温度检测元件(33)，该热交换温度检测元件(33)对所述热源侧热交换器(23)的制冷剂温度进行检测；以及
控制元件(9)，该控制元件(9)至少在所述制冷运转时从所述外部气体的温度和所述热源侧热交换器(23)的制冷剂温度中的一个温度减去另一个温度来算出所述热源侧热交换器(23)的负载，并算出对应于所述负载的所述送风风扇(28)的前表面风速，并根据对应于所述前表面风速的送风量来控制所述送风风扇(28)的输出。
2.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，
所述控制元件由所述负载和所述送风风扇的前表面风速的关系式算出对应于所述负载的所述送风风扇的前表面风速。
3.如权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，
所述关系式是表示所述负载与所述送风风扇的前表面风速的关系并能获得最佳性能系数的关系式，
所述控制元件存储所述关系式，并由所述关系式算出对应于所述负载的所述送风风扇的前表面风速。
4.如权利要求2或3所述的制冷装置，其特征在于，
所述控制元件将包含所述关系式的多个关系式予以存储，根据设定温度与室内温度的乖离度和/或所述压缩机的频率从所述多个关系式中选出一个关系式，并由所述一个关系式算出对应于所述负载的所述送风风扇的前表面风速。
5.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，
所述热交换温度检测元件是在所述制冷剂回路处于所述制冷运转的状态下对所述热源侧热交换器的冷凝温度进行检测的冷凝温度检测元件。
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