JP3731065B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機、特に、室外機内に配置されるアキュムレータ、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器とを含む室外機側冷媒回路と、室内機内に配置される室内熱交換器とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する空気調和機の冷媒回路の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷媒回路は、室外機内に配置されるアキュムレータ、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器と、室内機内に配置される室内熱交換器とが冷媒配管によって接続されており、冷媒の循環経路を構成する。
【０００３】
このような空気調和機の冷媒回路において、冷房時には室外熱交換器が凝縮器として機能し、室内熱交換器が蒸発器として機能するように、四路切換弁により冷媒循環方向を制御する。また、暖房時には室外熱交換器が蒸発器として機能し、室内熱交換器が凝縮器として機能するように、四路切換弁により冷媒循環方向を制御する。
【０００４】
１つの室外機に対して複数の室内機を接続するようなマルチ型空気調和機の場合、接続されている室内機のうち１台のみを運転するような場合や運転中の室内機が小容量である場合には、圧縮機の能力が接続されている室内熱交換器の能力よりも大きくなり、高圧部における暖房時の圧力上昇、室内熱交換器における冷房時の凍結などが問題となる。
【０００５】
高圧部における圧力上昇を抑えるために、圧縮機の吐出管とアキュムレータの吸入側との間に吐出バイパス回路を設けることが考えられる。この吐出バイパス回路は、容量制御用の電磁弁およびキャピラリによって構成することが可能である。この場合、運転中の室内機の容量が小さいときには、圧縮機から吐出される冷媒の一部を電磁弁およびキャピラリを介してアキュムレータ側に戻すことにより、容量制御を行うことが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような電磁弁を備えた吐出管バイパス回路により容量制御を行う場合には、電磁弁の開度調整を行うことができないために任意の値に圧力を収束させることが困難であり、電磁弁の開閉の際に圧力変動を生じることが避けられない。このような圧力変動を防止するために、特公平9-2685463号公報に記載されているような方法が提案されている。ここでは、暖房運転時に冷媒吐出圧力または圧縮機入力電流が所定値を超えた場合、圧縮機運転周波数を所定値まで低下させるとともに吐出バイパス回路の電磁弁を開状態とし、圧縮機入力電流または冷媒吐出圧力が所定値を超えた時点で圧縮機運転周波数が予め設定された所定値より低い場合は圧縮機入力電流または冷媒吐出圧力が正常値に復帰した後も、吐出バイパス回路の電磁弁を開状態に保持して制御を続行するように構成している。
【０００７】
このような方法による場合には、機種毎に各パラメータを予め設定して、複雑な制御を行う必要がある。また、このような制御を行ったとしても電磁弁の開閉に伴う圧力変動を完全になくすことはできない。また、電磁弁を用いているために、コストダウンが困難であるという問題点はなんら解決されていない。
【０００８】
本発明は、室内熱交換器の能力より圧縮機定格運転時の能力のほうが大きい場合における暖房運転時の高圧部の温度上昇、冷房運転時の低圧部の温度低下を防止するために、圧力変動を生じることなく確実な制御を可能とし、コストダウンを図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気調和機は、室外機内に配置されるアキュムレータ、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器とを含む室外機側冷媒回路と、室内機内に配置される室内熱交換器とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、圧縮機の吐出管とアキュムレータの吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁を設け、冷房運転時における圧縮機の吸入圧力が所定値以上となるように、吐出−吸入電動弁を制御することを特徴とする。
【００１０】
ここで、冷房運転時における室内熱交換器内における冷媒蒸発温度が所定値以上となるように、吐出−吸入電動弁を制御する構成としてもよい。
また、暖房運転時における圧縮機の吐出圧力が所定値以下となるように、吐出−吸入電動弁を制御する構成としてもよい。
【００１１】
さらに、暖房運転時における室内熱交換器内における冷媒凝縮温度が所定値以下となるように、吐出−吸入電動弁を制御する構成とすることもできる。
また、圧縮機の目標運転周波数が所定値以下となった場合に、吐出−吸入電動弁の制御を行う構成とすることができ、この所定値は運転可能な最低周波数以下に設定することができる。
【００１２】
さらに、圧縮機の吐出管と吐出バイパス回路の吐出−吸入電動弁との間に、吐出バイパス熱交換器を設ける構成とすることができる。
この吐出バイパス熱交換器はアキュムレータ内部に設けることができ、アキュムレータ内部に挿入された吐出バイパス配管とすることも可能である。いずれの場合も、この吐出バイパス熱交換器は、アキュムレータの底部に位置して設けることが好ましい。
【００１３】
本発明では、室外機内に配置されるアキュムレータ、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器とを含む室外機側冷媒回路と、室内機内に配置される室内熱交換器とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、液管側配管とガス管側配管とをバイパスするバイパス回路上に、液冷媒を回収するレシーバと、レシーバから液管側配管に接続する液管側接続管およびガス管側配管に接続するガス管側接続管に設けられる冷媒開閉手段とを設け、冷房運転時における圧縮機の吸入圧力が所定値以上となるように、冷媒開閉手段を制御することを特徴とする空気調和機を提案する。
【００１４】
ここで、冷房運転時における室内熱交換器内における冷媒蒸発温度が所定値以上となるように、冷媒開閉手段を制御する構成とすることができる。
また、暖房運転時における圧縮機の吐出圧力が所定値以下となるように、冷媒開閉手段を制御する構成とすることも可能である。
【００１５】
さらに、暖房運転時における室内熱交換器内における冷媒凝縮温度が所定値以下となるように、冷媒開閉手段を制御する構成とすることができる。
このような制御は、圧縮機の運転周波数が所定値以下である場合に行うように構成でき、この所定値は、圧縮機の運転可能な最低周波数以下に設定することができる。
【００１６】
冷媒開閉手段は冷媒を減圧することが可能な機能部品とすることができ、電動弁またはキャピラリで構成することができる。
また、冷媒開閉手段は、冷媒流れの遮断が可能な機能部品とすることができ、電動弁、電磁弁、逆止弁のうちいずれかで構成することができる。
【００１７】
さらに、冷媒開閉手段は、冷媒を減圧する機能と冷媒流れを遮断する機能を備える構成とすることができ、電動弁もしくはキャピラリと電磁弁の組み合わせで構成できる。
【００１８】
また、レシーバのガス管側接続管に設けられた冷媒開閉手段と、四路切換弁とガス管閉鎖弁との間のガス管側配管との間に挿入される補助熱交換器をさらに備える構成とすることができる。
【００１９】
補助熱交換器は室外熱交換器の下部に設けることができる。
室外熱交換器は液管側に位置してサブクール熱交換器を備え、補助熱交換器とサブクール熱交換器とが隣接して配置される構成とすることができる。
【００２０】
補助熱交換器はサブクール熱交換器の風上側に配置することができる。
また、圧縮機の吐出管とアキュムレータの吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁をさらに備え、冷媒開閉手段と吐出−吸入電動弁の制御を行うように構成できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔発明の概要構成〕
本発明の目的を達成するために各観点から考察される実施形態を以下に示す。
【００２２】
〈第１実施形態：吐出バイパス回路に電動弁を設ける〉
図１に示すように、室外機１００に、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂを介して複数の室内機２００Ａ，２００Ｂ・・・を接続する場合について考える。
【００２３】
室外機１００は、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外熱交換器１０３、アキュムレータ１０５などを備えている。圧縮機１０１の吐出側には、吐出圧力の異常上昇を検出するための吐出側圧力保護スイッチ１０８、吐出管温度を検出するための吐出管サーミスタ１０９が設けられている。また、圧縮機１０１の吸入側には、吸入圧力を検出するための吸入側圧力センサ１１０が設けられている。
【００２４】
また、この室外機１００には、外気温度を検出するための外気サーミスタ１１１と、室外熱交換器１０３の温度を検出するための室外熱交サーミスタ１１２とが設けられている。また、外気を吸入して、吸入した外気と室外熱交換器１０３内部に流れる冷媒との間で熱交換を行うためのファン１０６と、ファン１０６を回転駆動するためのファンモータ１０４とが設けられている。
【００２５】
室外機１００から室内機側に導出される冷媒配管は、室外熱交換器１０３から導出される液管接続ポート１１４と、四路切換弁１０２を介して導出されるガス管接続ポート１１５とを備えており、各接続ポート内方に設けられる液管閉鎖弁１１６およびガス管閉鎖弁１１７を備えている。
【００２６】
さらに、室外機１００において、室外熱交換器１０３と液管閉鎖弁１１６との間に位置する冷媒配管を液管側配管部１３１とし、四路切換弁１０２とガス管閉鎖弁１１７との間に位置する冷媒配管をガス管側配管部１３２とすると、この液管側配管部１３１には、余剰冷媒を一時的に蓄えるレシーバ１２１が設けられている。レシーバ１２１には、四路切換弁１０２とアキュムレータ１０５との間に接続されるガス抜き回路１９１を備えている。このガス抜き回路１９１は、ガス抜き用電磁弁１９２とガス抜きキャピラリ１９３とを備えている。このレシーバ１２１は、液閉鎖弁１１６とガス閉鎖弁１１７とをバイパスするバイパス回路を設けて、このバイパス回路上に構成することも可能である。
【００２７】
圧縮機１０１の吐出側とアキュムレータ１０５の吸入側との間には吐出バイパス回路１９４が設けられている。この吐出バイパス回路１９４には、減圧機能と開閉機能とを備える吐出−吸入電動弁１４２が設けられている。圧縮機１０１の吐出圧力が高くなった場合に、この吐出−吸入電動弁１４２の開度制御を行うことによって、容量制御を行うことが可能となっている。
【００２８】
室外機１００の液管接続ポート１１４とガス管接続ポート１１５には、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂが接続されている。分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂはそれぞれ同様の構成であり、一方の分岐ユニット３００Ａについてのみ説明する。室外機１００の液管接続ポート１１４に接続される室外側液管接続ポート３０１と、室外機１００のガス管接続ポート１１５に接続される室外側ガス管接続ポート３０３とを備えている。分岐ユニット３００Ａは、室外側液管接続ポート３０１の内部で分岐する液管側分岐路を備えており、その先端は、接続される室内機数の室内側液管接続ポート３０２を構成している。また、室外側ガス管接続ポート３０３の内部で分岐するガス管側分岐路を備えており、その先端は、接続される室内機数の室内側ガス管接続ポート３０４を構成している。ここでは、接続される室内機を３台とし、室内側液管接続ポート３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃおよび室内側ガス管接続ポート３０４Ａ，３０４Ｂ，３０４Ｃが設けられるものとする。
【００２９】
分岐ユニット３００Ａ内の室外側液管接続ポート３０１から各室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３０２Ｃに至る分岐路中には、内部を通過する冷媒圧力を減圧するための電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃと、内部を通過する冷媒温度を検出するための液管サーミスタ３０６Ａ〜３０６Ｃがそれぞれ設けられている。また、分岐ユニット３００Ａ中の室外側ガス管接続ポート３０３から各室内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃに至る分岐路中には、内部を通過する冷媒温度を検出するガス管サーミスタ３０７Ａ〜３０７Ｃがそれぞれ設けられている。
【００３０】
各分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂには、複数の室内機２００が接続される。ここでは、分岐ユニット３００に接続可能な室内機数は３台であり、分岐ユニット３００Ａには室内機２００Ａ〜２００Ｃが接続され、分岐ユニット３００Ｂには室内機２００Ｄ〜２００Ｆが接続されるものとする。各室内機２００Ａ〜２００Ｆは、それぞれマルチ機用室内機、ペア機用室内機のいずれも使用可能であり、ここではペア機用室内機を用いる場合について説明する。
【００３１】
室内機２００Ａは、室内熱交換器２０１を備えており、この室内熱交換器２０１に接続される冷媒配管は、液管接続ポート２０４およびガス管接続ポート２０５を介して室外機側に導出される。また、この室内機２００Ａには、室内温度を検出するための室温サーミスタ２０２と、室内熱交換器２０１の温度を検出するための室内熱交サーミスタ２０３とを備えている。
【００３２】
なお、分岐ユニット３００に接続される室内機として、マルチ機用室内機を用いる場合には、液管側配管部に内部を流れる冷媒の温度を検出するための液管サーミスタが設けられている場合があり、この場合には、分岐ユニット３００内の液管サーミスタを省略することも可能である。
【００３３】
この実施形態では、圧縮機１０１の定格運転時の能力よりも、運転中の室内熱交換器２０１の能力が小さい場合、吐出−吸入電動弁１４２を開くことによって、暖房時における高圧上昇、冷房時における低圧低下を防止することができる。たとえば、圧縮機１０１の運転周波数が下限周波数となっても吐出圧力が所定値以上であるような場合、吐出−吸入電動弁１４２の開度を大きくし、冷媒のバイパス循環量を上げる。環境条件変化により高圧が低下した場合には、吐出−吸入電動弁１４２の開度を小さくしていき、開度が所定値以下となった場合には吐出−吸入電動弁１４２を全閉状態とする。それでもなお高圧が低い場合には、圧縮機１０１の運転周波数を上げることにより必要高圧に制御する。このとき、吐出管サーミスタ１０９、吸入側圧力センサ１１０などの検出する値に応じて吐出−吸入電動弁１４２の開度を調整することができ、任意の圧力を維持するように制御することが可能となる。
【００３４】
〈第２実施形態：吐出バイパス回路に熱交換器を設ける〉
図２に示すように、吐出バイパス回路１９４において、吐出−吸入電動弁１４２の圧縮機１０１側に吐出バイパス熱交換器１９５を設けることが考えられる。この吐出バイパス熱交換器１９５は、吐出バイパス回路１９４を通過する冷媒に対して凝縮器として機能し、圧縮機１０１から吐出されるホットガスの温度を低下させる。したがって、この吐出バイパス熱交換器１９５によってある程度凝縮した冷媒をアキュムレータ１０５に戻すこととなる。
【００３５】
圧縮機１０１から吐出される冷媒は高温であるため、これを直接吐出−吸入電動弁１４２に流入させる場合には耐熱温度の高い電動弁を使用する必要があり、コストアップになるとともに耐久性、信頼性の問題が発生する。上述したように、吐出−吸入電動弁１４２の圧縮機１０１側に吐出バイパス熱交換器１９５を設けることにより、通過する冷媒温度を吐出−吸入電動弁１４２の耐熱温度以下にすることが可能となる。したがって、吐出−吸入電動弁１４２として安価な電動弁を使用することができるとともに、耐久性、信頼性の問題をクリアすることが可能となる。
【００３６】
〈第３実施形態：吐出バイパス熱交換器をアキュムレータ内に設ける〉
図３に示すように、吐出バイパス回路１９４に設けられる吐出バイパス熱交換器１９５をアキュムレータ１０５内部に設けることが考えられる。
【００３７】
この場合には、吐出バイパス熱交換器１９５内を通過する高温冷媒が、アキュムレータ１０５内の低温冷媒と熱交換することにより凝縮効率が高くなり、容量制御を効率的に行うことが可能となる。
【００３８】
また、アキュムレータ１０５内に液冷媒が溜まった状態である場合には、冷媒回路内の冷媒が不足していわゆるガス欠状態となることが考えられるが、アキュムレータ１０５内に溜まった液冷媒を吐出バイパス熱交換器１９５内の高温冷媒と熱交換させることによって速やかに蒸発させ系内に戻すことが可能となる。
【００３９】
〈第４実施形態：吐出バイパス配管をアキュムレータ内に挿入する〉
図４に示すように、吐出バイパス回路１９４の配管の一部をアキュムレータ１０５内に挿入する構成とすることが考えられる。第２実施形態および第３実施形態では、配管部に板状部材でなる放熱フィンを多数取り付けた吐出バイパス熱交換器１９５を用いるのに対し、この第４実施形態では、吐出バイパス回路１９４の配管の一部を折曲してアキュムレータ１０５内部に導入された熱交配管部１９６を吐出バイパス熱交換器として用いる。
【００４０】
この第４実施形態では、第３実施形態のように放熱フィンを多数設けた熱交換器を用いる場合に比して効率が低下するものの、熱交配管部１９６がアキュムレータ１０５内に導入されていることによって、冷媒温度を吐出−吸入電動弁１４２の耐熱温度以下に下げるという目的を達成することができる。また、多数の放熱フィンを設けた場合に比して、安価な吐出バイパス熱交換器を構成することが可能であり、コストダウンを図ることが可能となる。
【００４１】
なお、第３実施形態および第４実施形態において、吐出バイパス熱交換器１９５および熱交配管部１９６は、アキュムレータ１０５の底部に到達するように設けることが好ましい。この場合には、アキュムレータ１０５内の底部に溜まった液冷媒との熱交換が可能となり、吐出バイパス熱交換器１９５または熱交配管部１９６内を通過する高温冷媒の凝縮、アキュムレータ１０５内の低温冷媒の蒸発効率が向上する。
【００４２】
〈第５実施形態：オイルセパレータの油戻し管を吐出バイパス回路の配管の一部と共有する〉
図５に示すように、圧縮機１０１の吐出管と四路切換弁１０２との間にオイルセパレータ１０７が設けられる場合には、このオイルセパレータ１０７の油戻し管１９７と吐出バイパス回路１９４の一部とを共通とすることができる。
【００４３】
オイルセパレータ１０７の油戻し管１９７は、吐出バイパス回路１９４の熱交配管部１９６と分岐してアキュムレータ１０５の吸入側に接続されており、その途中にキャピラリ１４１が設けられている。
【００４４】
このような構成とすることにより、オイルセパレータ１０７が設けられた冷媒回路であっても、オイルセパレータ１０７を介してオイルと分離された冷媒をアキュムレータ１０５内の低温冷媒と熱交換させることができる。
【００４５】
〈第６実施形態：バイパス回路にレシーバを配置する〉
図６に示すように、レシーバ１２１を液管側配管部１３１とガス管側配管部１３２とをバイパスするバイパス回路内に設けることができる。このレシーバ１２１は液管側接続管１２２とガス管側接続管１２３とを備えている。液管側接続管１２２は室外熱交換器１０３と液管閉鎖弁１１６との間の液管側配管部１３１に接続されており、ガス管側接続管１２３は四路切換弁１０２とガス管閉鎖弁１１７との間のガス管側配管部１３２に接続されている。
【００４６】
レシーバ１２１のガス管側接続管１２３は、四路切換弁１０２とアキュムレータ１０５との間のガス管部に接続するように構成することも可能である。
この実施形態では、室外機１００の液管閉鎖弁１１６とガス管閉鎖弁１１７とを結ぶバイパス回路内にレシーバ１２１が設けられており、余剰冷媒をこのレシーバ１２１によって回収することが可能となるとともに、暖房運転時において分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・・内の各電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ，３０５Ｄ〜３０５Ｆ・・・によって冷媒分配を行う場合にも、室内機の設置場所に基づく高低差偏流を生じることが少なく、室外機１００内の冷媒主回路に大口径の電動弁を設ける必要が無くなる。
【００４７】
〈第７実施形態：レシーバの前後に減圧回路を設ける〉
第６実施形態において、レシーバ１２１の液管側接続管１２２およびガス管側接続管１２３に減圧回路を設けることが考えられる。
【００４８】
たとえば、図７に示すように、レシーバ１２１の液管側接続管１２２およびガス管側接続管１２３にそれぞれ減圧用のキャピラリ１２４，１２５をそれぞれ取り付ける。このキャピラリ１２４，１２５に代えて、減圧用の電動弁をそれぞれ設けることも可能である。
【００４９】
このように構成することによって、レシーバ１２１内への余剰冷媒の回収を円滑に行うことができる。
〈第８実施形態：レシーバの前後に冷媒流れを遮断する機能部品を設ける〉
第６実施形態において、レシーバ１２１の液管側接続管１２２およびガス管側接続管１２３に冷媒流れを遮断する機能部品を設けることが考えられる。冷媒流れを遮断する機能部品として、電動弁、電磁弁、逆止弁などが考えられる。ここでは、図８に示すように、レシーバ１２１の液管側接続管１２２およびガス管側接続管１２３にそれぞれ冷媒閉鎖用の電磁弁１２６，１２７をそれぞれ取り付けた場合を示す。
【００５０】
このように構成することにより、余剰冷媒を確実にレシーバ１２１内に回収することができるとともに、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・内の各電動弁による冷媒分配を適正に行うことが可能であり、高低差偏流の発生を防止できる。
【００５１】
〈第９実施形態：レシーバの前後に、減圧機能と冷媒遮断機能を有する機能部品を設ける〉
第６実施形態において、レシーバ１２１の液管側接続管１２２およびガス管側接続管１２３に減圧機能と冷媒遮断機能とを有する機能部品を設けることが考えられる。このような機能部品としては、減圧機能と遮断機能を備えた電動弁、またはキャピラリと電磁弁を組み合わせて用いることなどが考えられる。
【００５２】
図９では、レシーバ１２１の液管側接続管１２２に液管電動弁（ＥＶＬ）１２８を設け、レシーバ１２１のガス管側接続管１２３にガス管電動弁（ＥＶＧ）１２９を設けている。
【００５３】
このように構成することによって、室外機１００の主回路内に大口径の減圧用電動弁を設けることなく、暖房運転時の冷媒分配を適切に行うことが可能となる。また、主回路上に主減圧回路を必要としないため、各室内熱交換器２０１に接続されている分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・内の電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃ，３０５Ｄ〜３０５Ｆ・・の前後の差圧を大きく確保することができ、高低差偏流の発生を防止することが可能となる。さらに、冷房運転時における室外熱交換器１０３のＳＣ制御と、圧縮機１０１の吸入過熱度制御とを同時に制御することが可能となり、冷凍サイクルの制御を最適化し、信頼性の確保、ＣＯＰの向上、運転可能範囲の拡大などの効果がある。
【００５４】
〈第１０実施形態：レシーバとガス管側配管にガス抜きキャピラリを設ける〉第８実施形態および第９実施形態において、レシーバ１２１とガス管側配管部１３２の間にガス抜き用キャピラリを設けることが考えられる。この場合、図１０に示すように、四路切換弁１０２とガス閉鎖弁１１７との間のガス管側配管部１３２に向けて、レシーバ１２１からガス状の冷媒を回収するためのガス抜きキャピラリ１３０を設けることができる。
【００５５】
従来の冷媒回路では、ポンプダウン運転時の冷媒回収機能を高めるために、常時低圧配管となる四路切換弁とアキュムレータ間の配管にガス抜きキャピラリを設けられるが、通常運転（冷房運転・暖房運転）時において、高圧側から低圧側に向けて冷媒が流れる状態となるため、通常運転時における効率ダウンを招く結果となっている。また、暖房運転時における余剰冷媒をレシーバにより処理する場合に、ガス抜きキャピラリが常時低圧配管に接続されているため、キャピラリの流量特性を小さくする必要があり、この結果ポンプダウン運転時の冷媒回収効率を向上させることは困難となる。
【００５６】
この第１０実施形態の構成によれば、ポンプダウン運転時において、レシーバ１２１内に貯留しているガス冷媒をガス抜きキャピラリ１３０を介して迅速に回収することが可能であることから、レシーバ１２１内に液冷媒を迅速に溜めることができる。また、通常運転時において液管電動弁１２８を閉鎖することでガス抜きキャピラリ１３０からの冷媒流れを遮断することができ、特に、暖房運転時においてレシーバ１２１内を高圧に維持することにより、液管側配管部からの冷媒の逆流を抑制できるため、暖房運転時の余剰冷媒処理を可能とする。
【００５７】
〈第１１実施形態：ガス管側接続管に補助熱交換器を設ける〉
上述の実施形態において、レシーバ１２１のガス管側接続管１２３に補助熱交換器を設けることが考えられる。この場合の例を図１１に示す。
【００５８】
図１１では、レシーバ１２１のガス管側接続管１２３に、減圧機能と冷媒遮断機能とを備えたガス管電動弁１２９を設けている。このガス管電動弁１２９と、ガス管側配管部１３２への接続部との間には、補助熱交換器１３３を設けている。
【００５９】
第６〜第１０実施形態の冷媒回路を用いて冷房運転を行う際に、レシーバから余剰冷媒を排出する場合には、アキュムレータへの急激な液バックを防止するために冷媒排出速度を制限する必要があるが、このような補助熱交換器１３３を設けることによって、この補助熱交換器１３３により液冷媒が蒸発するため、アキュムレータへの急激な液バックを行うことなく冷媒排出速度を高めることが可能となる。また、暖房運転時においては、補助熱交換器１３３が凝縮器として機能するため、レシーバ１２１に余剰冷媒を貯める速度を高めることが可能となる。
【００６０】
また、レシーバ１２１に接続される液管電動弁１２８およびガス管電動弁１２９を設け、ガス管電動弁１２９とガス管配管部１３２との間に補助熱交換器１３３を設けることによって、冷房運転時における室外熱交換器１０３出口（液管配管部１３１）の冷媒状態を制御することが可能となる。このため、吐出管温度が高い場合には冷却のためにレシーバ１２１からの冷媒排出量を大きくし、逆に吐出管温度が低くアキュムレータ１０５に液冷媒がある場合には、レシーバ１２１からの冷媒排出量を減らす。また、暖房運転時の余剰冷媒を貯める速度を調整することが可能となり、補助熱交換器１３３の凝縮能力が可変であることから、暖房過負荷運転などの高圧が上昇し易い条件下では、ガス管電動弁１２９の開度を大きくすることによって補助熱交換器１３３の凝縮能力を大きくし、高圧低下に寄与することができる。
【００６１】
〈第１２実施形態：補助熱交換器を室外熱交換器の下部に配置する〉
第１１実施形態のように、レシーバ１２１のガス管側接続管１２３に補助熱交換器１３３を配置する場合に、この補助熱交換器１３３を室外熱交換器１０３内に設け、かつ、室外熱交換器１０３の最下部に配置することが考えられる。この第１２実施形態を図１２に示す。
【００６２】
図１２では、レシーバ１２１のガス管側接続管１２３に接続される補助熱交換器１３３を室外熱交換器１０３内に設け、かつ、室外熱交換器１０３の最下部に配置している。
【００６３】
外気温度が低い場合の暖房運転時において、除霜運転後の凝縮水が室外機１００の底フレームに再氷結して室外熱交換器１０３にまで発達し、運転性能の低下を招くおそれがある。この第１２実施形態のように、補助熱交換器１３３を室外熱交換器１０３の最下部に配置することによって、低外気温度の暖房運転時において補助熱交換器１３３内を流れる冷媒によって、凝縮水の再氷結を防止することができ、室外熱交換器１０３の性能低下を防止することが可能となる。
【００６４】
〈第１３実施形態：補助熱交換器をサブクール熱交換器と隣接して配置する〉室外熱交換器の液管側に位置してサブクール熱交換器が配置される場合が想定される。このサブクール熱交換器は、冷房時において室外熱交換器出口からの冷媒を過冷却状態とするためのものである。第１２実施形態における補助熱交換器を室外熱交換器内に配置し、かつサブクール熱交換器と隣接配置する場合について図１３に基づいて考察する。
【００６５】
室外熱交換器１０３の下部に位置してサブクール熱交換器１３４を配置し、さらにその下部であって室外熱交換器１０３の最下層に位置して補助熱交換器１３３を配置する。
【００６６】
このような構成では、補助熱交換器１３３の蒸発能力により、隣接配置されたサブクール熱交換器１３４による冷却能力を増加させることができ、室外熱交換器１０３出口の冷媒の過冷却度を大きくすることができる。
【００６７】
〈第１４実施形態：補助熱交換器をサブクール熱交換器の風上に配置する〉
第１３実施形態において、補助熱交換器の冷却管をサブクール熱交換器の冷却管の風上側に配置することについて考察する。
【００６８】
室外熱交換器１０３は、たとえば、図１５に示すように、一方の端部で折り返された複数の冷却管１７１と、冷却管１７１を挿通するための挿通孔が形成された金属製の板状部材でなる複数の放熱フィン１７２とを備えている。各冷却管１７１の両端にはディストリビュータ１７３，１７４が設けられており、蒸発器として機能する場合には一方が冷媒入口となり、凝縮器として機能する場合には他方が冷媒入口として機能する。
【００６９】
このような室外熱交換器１０３のうち、下端部分だけを拡大した側面図を図１４に示す。ここで、室外熱交換器１０３の側面には、冷却管１７１の両端部を支持する管板１７５が設けられている。この管板１７５は放熱フィン１７２とほぼ同一の形状で構成されており、冷却管１７１が挿通される挿通孔１７６が形成されている。各挿通孔１７６には、ディストリビュータ１７３，１７４間に配置される冷却管１７１が挿通される。
【００７０】
室外熱交換器１０３のディストリビュータ１７４が四路切換弁１０２側に接続され、ディストリビュータ１７３がサブクール熱交換器１３４側に接続されるとする。サブクール熱交換器１３４は、一方の端部がディストリビュータ１７３に接続され、他方の端部が液閉鎖弁１１６側に接続されるＳＣ冷却管１７７を備える。また、補助熱交換器１３３は、一方の端部がガス管側電動弁１２９に接続され、他方の端部がガス管側配管部１３２に接続される補助冷却管１７８を備えることとなる。
【００７１】
ここで、ファン１０６による風の方向を図１４の矢印Ａ（図１４右から左方向）とすると、ＳＣ冷却管１７７を風下側（図１４左側）、補助冷却管１７８を風上側（図１４右側）となるように配置する。
【００７２】
このような構成とすることにより、ＳＣ冷却管１７７、放熱フィン１７２、補助冷却管１７８の熱伝導による熱交換だけでなく、ファン１０６によって生じた空気流中に放熱した熱量を利用することができ、サブクール熱交換器１３４の効率を高め、室外熱交換器１０３下部における再氷結を防止することができる。
【００７３】
〔好適な実施例〕
前述の第１実施形態〜第１４実施形態を適宜組み合わせることによって、大きな効果を得ることが期待されるものであって、これら実施形態を組み合わせた好適な実施例について以下に説明する。
【００７４】
本発明の好適な実施例を図１６に示す。
室外機１００は、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室外熱交換器１０３、アキュムレータ１０５などを備える室外機側冷媒回路を備えている。圧縮機１０１の吐出側には、吐出圧力の異常上昇を検出するための吐出側圧力保護スイッチ１０８が設けられ、圧縮機１０１の吸入側には、吸入圧力を検出するための吸入側圧力センサ１１０が設けられている。
【００７５】
また、圧縮機１０１の吐出側には冷媒中に含まれる潤滑油を分離してアキュムレータ１０５側に返すためのオイルセパレータ１０７が設けられている。このオイルセパレータ１０７には、圧縮機１０１の吐出側の温度を検出するための吐出管サーミスタ１０９が取り付けられている。
【００７６】
オイルセパレータ１０７の油戻し管１９７には、油戻し管１９７から分岐してアキュムレータ１０５の入口側に接続される吐出バイパス回路１９４が設けられている。この吐出バイパス回路１９４には、アキュムレータ１０５内部に導入される熱交配管部１９６と容量制御用の吐出−吸入電動弁（ＥＶＰ）１４２が設けられている。また、オイルセパレータ１０７の油戻し管１９７には、キャピラリ１４１が設けられており、このキャピラリ１４１の他端側はアキュムレータ１０５の吸入側に接続されている。
【００７７】
また、室外機１００には外気温度を検出するための外気サーミスタ１１１と、室外熱交換器１０３の温度を検出するための室外熱交サーミスタ１１２とを備えている。また、外気を吸入して、吸入した外気と室外熱交換器１０３内部に流れる冷媒との間で熱交換を行うためのファン１０６と、ファン１０６を回転駆動するためのファンモータ１０４とが設けられている。
【００７８】
室外機１００から室内機側に導出される冷媒配管は、室外熱交換器１０３から導出される液管接続ポート１１４と、四路切換弁１０２を介して導出されるガス管接続ポート１１５とを備えており、各接続ポート内方に設けられる液管閉鎖弁１１６およびガス管閉鎖弁１１７を備えている。
【００７９】
この室外機１００には、冷房運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器１０３からの余剰冷媒液を一時的に蓄えるレシーバ１２１が設けられている。レシーバ１２１は液管側接続管１２２とガス管側接続管１２３とを備えており、液管側接続管１２２は室外熱交換器１０３と液管閉鎖弁１１６との間の液管側配管部１３１に接続され、ガス管側接続管１２３は四路切換弁１０２とガス管閉鎖弁１１７との間のガス管側配管部１３２に接続されている。
【００８０】
レシーバ１２１の液管側接続管１２２には、減圧機能と冷媒遮断機能とを有する液管電動弁（ＥＶＬ）１２８が設けられ、ガス管側接続管１２３にはガス管電動弁（ＥＶＧ）１２９が設けられている。
【００８１】
ガス管電動弁１２９と、ガス管側配管部１３２への接続部との間には、補助熱交換器１３３が設けられている。室外熱交換器１０３の液管側出口にはサブクール熱交換器１３４が配置されている。
【００８２】
四路切換弁１０２とガス閉鎖弁１１７との間のガス管側配管部１３２に向けて、レシーバ１２１からガス状の冷媒を回収するためのガス抜きキャピラリ１３０が設けられる。
【００８３】
室外機１００の液管接続ポート１１４とガス管接続ポート１１５には、複数の分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・が接続されている。各分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・はそれぞれ同様の構成であるため、分岐ユニット３００Ａについて説明を行い、他のものについての説明を省略する。
【００８４】
分岐ユニット３００Ａは、室外機１００の液管接続ポート１１４に接続される室外側液管接続ポート３０１と、室外機１００のガス管接続ポート１１５に接続される室外側ガス管接続ポート３０３とを備えている。分岐ユニット３００Ａは、室外側液管接続ポート３０１の内部で分岐する液管側分岐路を備えており、その先端は、接続される室内機数の室内側液管接続ポート３０２を構成している。また、室外側ガス管接続ポート３０３の内部で分岐するガス管側分岐路を備えており、その先端は、接続される室内機数の室内側ガス管接続ポート３０４を構成している。ここでは、接続される室内機を３台とし、室内側液管接続ポート３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃおよび室内側ガス管接続ポート３０４Ａ，３０４Ｂ，３０４Ｃが設けられるものとする。また、 室外側液管接続ポート３０１と室外側ガス管接続ポート３０３との間には、圧力調整用の電動弁３０８が設けられている。
【００８５】
分岐ユニット３００Ａ内の室外側液管接続ポート３０１から各室内側液管接続ポート３０２Ａ〜３０２Ｃに至る分岐路中には、内部を通過する冷媒圧力を減圧するための電動弁３０５Ａ〜３０５Ｃと、内部を通過する冷媒温度を検出するための液管サーミスタ３０６Ａ〜３０６Ｃがそれぞれ設けられている。また、分岐ユニット３００Ａ中の室外側ガス管接続ポート３０３から各室内側ガス管接続ポート３０４Ａ〜３０４Ｃに至る分岐路中には、内部を通過する冷媒温度を検出するガス管サーミスタ３０７Ａ〜３０７Ｃがそれぞれ設けられている。
【００８６】
各分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・には、それぞれ複数の室内機２００が接続される。図示したものは、各分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ・・・に接続可能な室内機数は３台であり、分岐ユニット３００Ａには室内機２００Ａ〜２００Ｃが接続され、分岐ユニット３００Ｂには室内機２００Ｄ〜２００Ｆが接続されるものとする。各室内機２００Ａ〜２００Ｆは、それぞれマルチ機用室内機、ペア機用室内機のいずれも使用可能であり、ここでは室内機２００Ａとしてペア機用室内機を用いる場合について説明する。
【００８７】
室内機２００Ａは、室内熱交換器２０１を備えており、この室内熱交換器２０１に接続される冷媒配管は、液管接続ポート２０４およびガス管接続ポート２０５を介して室外機側に導出される。また、この室内機２００Ａには、室内温度を検出するための室温サーミスタ２０２と、室内熱交換器２０１の温度を検出するための室内熱交サーミスタ２０３とを備えている。
【００８８】
なお、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂに接続される室内機として、マルチ機用室内機を用いる場合には、液管側配管部に内部を流れる冷媒の温度を検出するための液管サーミスタが設けられている場合があり、この場合には、分岐ユニット３００Ａ，３００Ｂ内の液管サーミスタを省略することも可能である。
【００８９】
〔圧縮機の吐出−吸入容量制御〕
〈暖房運転時容量制御〉
暖房運転時において、圧縮機１０１が最低周波数運転であるにもかかわらず、室内熱交換器２０１の能力が過小である場合、高圧部の圧力上昇を防止するために、ガス電動弁１２９を開き、その後、吐出−吸入電動弁１４２を開いてバイパス回路を形成する。この暖房運転時の容量制御について、図１７のフローチャートに基づいて説明する。
【００９０】
ステップＳ１１では、暖房運転時における容量制御開始の条件に到達したか否かを判別する。ここでは、圧縮機運転周波数が運転可能な最低周波数になってもなお高圧が高い状態で垂下ゾーンにあるような場合に、容量制御開始の条件に到達したと判断してステップＳ１２に移行する。
【００９１】
ステップＳ１２では、目標飽和温度の算出を行う。図１８に示すフローチャートに基づいて、目標高圧飽和温度ＴＤSETの算出を行う。
図１８ステップＳ２１では、初期化を行うか否かを判別する。この容量制御開始から初めての目標飽和温度算出である場合には、初期化を行うと判断してステップＳ２２に移行する。
【００９２】
ステップＳ２２では、変数ＴＤSETWを目標高圧飽和温度初期値ＴＤSETINIに設定する。
ステップＳ２３では、高圧制御が垂下ゾーンであるか否かを判別する。高圧制御が垂下ゾーンであると判断した場合にはステップＳ２４に移行する。
【００９３】
ステップＳ２４では、変数ＴＤSETWを目標高圧飽和温度変化幅ΔTD1／目標高圧飽和温度変化サンプリング時間ＴTD1の割合で下げる。
ステップＳ２５では、高圧制御が復帰ゾーンであるか否を判別する。高圧制御が無変化ゾーンである場合には変数ＴＤSETWの値をそのままの状態でステップＳ２７に移行し、高圧制御が復帰ゾーンにある場合にはステップＳ２６に移行する。
【００９４】
ステップＳ２６では、変数ＴＤSETWを目標高圧飽和温度変化幅ΔTD2／目標高圧飽和温度変化サンプリング時間ＴTD2の割合で上げる。
ステップＳ２７では、変数ＴＤSETWの値が、目標高圧飽和温度上限値を超えているか否かを判別する。変数ＴＤSETWの値が目標高圧飽和温度上限値ＴＤSETWMAXを超えている場合にはステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では、変数ＴＤSETWの値を目標高圧飽和温度上限値ＴＤSETWMAXに設定する。
【００９５】
ステップＳ２９では、変数ＴＤSETWの値が、目標高圧飽和温度下限値よりも小さいか否かを判別する。変数ＴＤSETWの値が目標高圧飽和温度下限値ＴＤSETWMINよりも小さい場合にはステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では、変数ＴＤSETWの値を目標高圧飽和温度下限値ＴＤSETWMINに設定する。
【００９６】
ステップＳ１３では、目標飽和温度算出処理で得られたＴＤSETWの値を用いて電動弁操作量の算出を行う。この電動弁操作量の算出は、図１９に示すフローチャートに基づいて実行される。
【００９７】
ステップ３１では、サンプリングタイマのカウントする経過時間が容量制御サンプリング時間ＴHPSMPに到達したか否かを判別する。容量制御サンプリング時間ＴHPSMPが経過したと判断した場合にはステップＳ３２に移行する。
【００９８】
ステップＳ３２では、高圧飽和温度ＴＤを検出する。高圧飽和温度ＴＤは圧縮機の消費電力、低圧値、運転周波数などから算出した高圧値を用いて算出する。この算出された高圧飽和温度ＴＤ、前回検出した高圧飽和温度ＴＤZ、ステップＳ１２の目標飽和温度算出処理により得られた目標高圧飽和温度ＴＤSETWを用いて、
目標高圧飽和温度変化幅ΔＴＤ＝ＴＤ−ＴＤSETW
前回からの目標高圧飽和温度変化幅ΔＴＤZ＝ＴＤZ−ＴＤSETW
を算出する。この後、前回の高圧飽和温度ＴＤZ＝ＴＤとする。
【００９９】
ステップＳ３３では、高圧制御電動弁累積パルスＰTDを算出する。ここでは、予め設定されている容量制御ゲインＫTDA，ＫTDBを用いて、
ＰTD＝ＫTDA×（（ΔＴＤ−ΔＴＤZ）＋（ΔＴＤ）／ＫTDB）
で算出できる。
【０１００】
ステップＳ３４では、高圧制御電動弁累積パルスＰTDが０以上であるか否かを判別する。高圧制御電動弁累積パルスＰTDが０以上であると判断した場合にはステップＳ３５に移行する。
【０１０１】
ステップＳ３５では、ガス管電動弁１２９の開度が最大開度よりも小さいか否かを判別する。ガス管電動弁１２９の開度が最大開度よりも小さいと判断した場合にはステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、ガス管電動弁１２９の開度ＥＶＧ＝ＥＶＧ＋ＰTDに設定する。
【０１０２】
ステップＳ３５においてガス管電動弁１２９の開度が最大開度であると判断した場合にはステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰ＝ＥＶＰ＋ＰTDに設定する。
【０１０３】
ステップＳ３４において、高圧制御電動弁累積パルスＰTDが０未満であると判断した場合にはステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８では、吐出−吸入電動弁１４２の開度が最小開度であるか否かを判別する。吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰが最小開度であると判断した場合にはステップＳ３９に移行する。ステップＳ３９では、ガス管電動弁１２９の開度ＥＶＧ＝ＥＶＧ＋ＰTDに設定する。
【０１０４】
ステップＳ３８において、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰが最小開度を超えていると判断した場合にはステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０では、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰ＝ＥＶＰ＋ＰTDに設定する。
【０１０５】
ステップＳ１４では、この容量制御処理を終了するか否かの判断処理を行う。ここでは、ガス管電動弁１２９の開度ＥＶＧ＝０パルスであり、かつ高圧制御が復帰ゾーンであると判断した場合にはこの容量制御処理を終了し、そうでない場合にはステップＳ１２に移行する。
【０１０６】
このように構成することにより、暖房運転時において圧縮機１０１の運転周波数が最低周波数となってもなお高圧制御が垂下ゾーンであるような場合に、ガス管電動弁１２９の開度を上げて、高圧側からレシーバ１２１へガス冷媒を移行させる。ガス管電動弁１２９の開度が最大となった時点で、吐出−吸入電動弁１４２の開度を上げて、圧縮機１０１の吐出側と吸入側のバイパス回路を形成する。このことにより、暖房運転時における高圧上昇をガス管電動弁１２９および吐出−吸入電動弁１４２の開度制御により調整することができる。
【０１０７】
ステップＳ１３における電動弁操作量算出処理において、ガス管電動弁１２９のみを用いて容量制御を行う場合には、図１９のフローチャートに代えて図２０に示すようなフローチャートに基づいて処理を行う。
【０１０８】
ステップＳ４１では、サンプリングタイマのカウントする経過時間が容量制御サンプリング時間ＴHPSMPに到達したか否かを判別する。容量制御サンプリング時間ＴHPSMPが経過したと判断した場合にはステップＳ４２に移行する。
【０１０９】
ステップＳ４２では、高圧飽和温度ＴＤを検出する。高圧飽和温度ＴＤは圧縮機の消費電力、低圧値、運転周波数などから算出した高圧値を用いて算出する。この算出された高圧飽和温度ＴＤ、前回検出した高圧飽和温度ＴＤZ、ステップＳ１２の目標飽和温度算出処理により得られた目標高圧飽和温度ＴＤSETWを用いて、
目標高圧飽和温度変化幅ΔＴＤ＝ＴＤ−ＴＤSETW
前回からの目標高圧飽和温度変化幅ΔＴＤZ＝ＴＤZ−ＴＤSETW
を算出する。この後、前回の高圧飽和温度ＴＤZ＝ＴＤとする。
【０１１０】
ステップＳ４３では、高圧制御電動弁累積パルスＰTDを算出する。ここでは、予め設定されている容量制御ゲインＫTDA，ＫTDBを用いて、
ＰTD＝ＫTDA×（（ΔＴＤ−ΔＴＤZ）＋（ΔＴＤ）／ＫTDB）
で算出できる。
【０１１１】
ステップＳ４４では、ガス管電動弁１２９の開度ＥＶＧ＝ＥＶＧ＋ＰTDに設定する。
この場合には、暖房運転時における高圧上昇をガス管電動弁１２９の開度制御によって調整することができる。
【０１１２】
また、ステップＳ１３における電動弁操作量算出処理において、吐出−吸入電動弁１４２のみを用いて容量制御を行う場合には、図１９のフローチャートに代えて図２１に示すようなフローチャートに基づいて処理を行う。
【０１１３】
ステップＳ５１では、サンプリングタイマのカウントする経過時間が容量制御サンプリング時間ＴHPSMPに到達したか否かを判別する。容量制御サンプリング時間ＴHPSMPが経過したと判断した場合にはステップＳ５２に移行する。
【０１１４】
ステップＳ５２では、高圧飽和温度ＴＤを検出する。高圧飽和温度ＴＤは圧縮機の消費電力、低圧値、運転周波数などから算出した高圧値を用いて算出する。この算出された高圧飽和温度ＴＤ、前回検出した高圧飽和温度ＴＤZ、ステップＳ１２の目標飽和温度算出処理により得られた目標高圧飽和温度ＴＤSETWを用いて、
目標高圧飽和温度変化幅ΔＴＤ＝ＴＤ−ＴＤSETW
前回からの目標高圧飽和温度変化幅ΔＴＤZ＝ＴＤZ−ＴＤSETW
を算出する。この後、前回の高圧飽和温度ＴＤZ＝ＴＤとする。
【０１１５】
ステップＳ５３では、高圧制御電動弁累積パルスＰTDを算出する。ここでは、予め設定されている容量制御ゲインＫTDA，ＫTDBを用いて、
ＰTD＝ＫTDA×（（ΔＴＤ−ΔＴＤZ）＋（ΔＴＤ）／ＫTDB）
で算出できる。
【０１１６】
ステップＳ５４では、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰ＝ＥＶＰ＋ＰTDに設定する。
この場合、暖房運転時における高圧上昇を吐出−吸入電動弁１４２の開度制御によって調整することができる。
【０１１７】
〈冷房運転時容量制御〉
冷房運転時において、圧縮機１０１が最低周波数運転であるにもかかわらず、室内熱交換器２０１の能力が過小である場合、室内熱交換器２０１の凍結を防止するために、液管電動弁１２８を開き、その後、吐出−吸入電動弁１４２を開いてバイパス回路を形成する。この冷房運転時の容量制御について、図２２のフローチャートに基づいて説明する。
【０１１８】
ステップＳ６１では、冷房運転時における容量制御開始の条件に到達したか否かを判別する。ここでは、圧縮機運転周波数が運転可能な最低周波数になってもなお室内機からの垂下信号が垂下ゾーンにあるような場合に、容量制御開始の条件に到達したと判断してステップＳ６２に移行する。
【０１１９】
ステップＳ６２では、目標吸入圧力の算出を行う。図２３に示すフローチャートに基づいて、目標吸入圧力ＬＰMKの算出を行う。
図２３ステップＳ７１では、初期化を行うか否かを判別する。この容量制御開始から初めての目標吸入圧力算出である場合には、初期化を行うと判断してステップＳ７２に移行する。
【０１２０】
ステップＳ７２では、目標吸入圧力ＬＰMKを目標吸入圧力初期値ＬＰMKINIに設定する。
ステップＳ７３では、室内機からの垂下信号が垂下ゾーンであるか否かを判別する。室内機からの垂下信号が垂下ゾーンであると判断した場合にはステップＳ７４に移行する。ステップＳ７４では、目標吸入圧力ＬＰMKを目標吸入圧力変化幅ΔＬＰ１／目標吸入圧力変化サンプリング時間ＴLP1の割合で上げる。
【０１２１】
ステップＳ７５では、室内機からの垂下信号が復帰ゾーンであるか否を判別する。室内機からの垂下信号が無変化ゾーンである場合には目標吸入圧力ＬＰMKを、吸入圧力ＬＰの現在値に設定する。吸入圧力ＬＰの現在値は、吸入側圧力センサ１１０の検出値から得ることができる。このあと、ステップＳ７７に移行する。ステップＳ７５において、室内機からの垂下信号が復帰ゾーンであると判断した場合には、ステップＳ７６に移行する。ステップＳ７６では、目標吸入圧力ＬＰMKの値を、目標吸入圧力変化幅ΔＬＰ２／目標吸入圧力変化サンプリング時間ＴLP2の割合で上げる。
【０１２２】
ステップＳ７７では、目標吸入圧力ＬＰMKの値が、目標吸入圧力上限値を超えているか否かを判別する。目標吸入圧力ＬＰMKの値が目標吸入圧力上限値ＬＰMKMAXを超えている場合にはステップＳ７８に移行する。ステップＳ７８では、目標吸入圧力ＬＰMKの値を目標吸入圧力上限値ＬＰMKMAXに設定する。
【０１２３】
ステップＳ７９では、目標吸入圧力ＬＰMKの値が、目標吸入圧力下限値よりも小さいか否かを判別する。目標吸入圧力ＬＰMKの値が目標吸入圧力下限値ＬＰMKMINよりも小さい場合にはステップＳ８０に移行する。ステップＳ８０では、目標吸入圧力ＬＰMKの値を目標吸入圧力下限値ＬＰMKMINに設定する。
【０１２４】
ステップＳ６３では、目標吸入圧力算出処理で得られたＬＰMKの値を用いて電動弁操作量の算出を行う。この電動弁操作量の算出は、図２４に示すフローチャートに基づいて実行される。
【０１２５】
ステップ８１では、サンプリングタイマのカウントする経過時間が容量制御サンプリング時間ＴLPSMPに到達したか否かを判別する。容量制御サンプリング時間ＴLPSMPが経過したと判断した場合にはステップＳ８２に移行する。
【０１２６】
ステップＳ８２では、吸入圧力ＬＰを検出する。吸入圧力ＬＰは吸入側圧力センサ１１０の検出値を用いることができる。この検出された吸入圧力ＬＰ、前回検出した吸入圧力ＬＰZ、ステップＳ６２の目標吸入圧力算出処理により得られた目標吸入圧力ＬＰMKを用いて、
目標吸入圧力変化幅ΔＬＰ＝ＬＰ−ＬＰMK
前回からの目標吸入圧力変化幅ΔＬＰZ＝ＬＰZ−ＬＰMK
を算出する。この後、前回の吸入圧力ＬＰZ＝ＬＰとする。
【０１２７】
ステップＳ８３では、吸入圧力制御電動弁累積パルスＰLPを算出する。ここでは、予め設定されている容量制御ゲインＫLPA，ＫLPBを用いて、
ＰLP＝ＫLPA×（（ΔＬＰ−ΔＬＰZ）＋（ΔＬＰ）／ＫLPB）
で算出できる。
【０１２８】
ステップＳ８４では、吸入圧力制御電動弁累積パルスＰLPが０以上であるか否かを判別する。吸入圧力制御電動弁累積パルスＰLPが０以上であると判断した場合にはステップＳ８５に移行する。
【０１２９】
ステップＳ８５では、液管電動弁１２８の開度が最大開度よりも小さいか否かを判別する。液管電動弁１２８の開度が最大開度よりも小さいと判断した場合にはステップＳ８６に移行する。ステップＳ８６では、液管電動弁１２８の開度ＥＶＬ＝ＥＶＬ＋ＰLPに設定する。
【０１３０】
ステップＳ８５において液管電動弁１２８の開度が最大開度であると判断した場合にはステップＳ８７に移行する。ステップＳ８７では、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰ＝ＥＶＰ＋ＰLPに設定する。
【０１３１】
ステップＳ８４において、吸入圧力制御電動弁累積パルスＰLPが０未満であると判断した場合にはステップＳ８８に移行する。ステップＳ８８では、吐出−吸入電動弁１４２の開度が最小開度であるか否かを判別する。吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰが最小開度であると判断した場合にはステップＳ８９に移行する。ステップＳ８９では、液管電動弁１２８の開度ＥＶＬ＝ＥＶＬ＋ＰLPに設定する。
【０１３２】
ステップＳ８８において、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰが最小開度を超えていると判断した場合にはステップＳ９０に移行する。ステップＳ９０では、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰ＝ＥＶＰ＋ＰLPに設定する。
【０１３３】
ステップＳ６４では、この容量制御処理を終了するか否かの判断処理を行う。ここでは、液管電動弁１２８の開度ＥＶＬ＝０パルスであり、かつ室内機からの垂下信号が復帰ゾーンであると判断した場合にはこの容量制御処理を終了し、そうでない場合にはステップＳ６２に移行する。
【０１３４】
このように構成することにより、冷房運転時において圧縮機１０１の運転周波数が最低周波数となってもなお室内機からの垂下信号が垂下ゾーンであるような場合に、液管電動弁１２８の開度を上げて、余剰冷媒をレシーバ１２１内に導入する。液管電動弁１２８の開度が最大となった時点で、吐出−吸入電動弁１４２の開度を上げて、圧縮機１０１の吐出側と吸入側のバイパス回路を形成する。このことにより、液管電動弁１２９および吐出−吸入電動弁１４２の開度制御により冷房運転時の吸入圧力の調整を行うことができる。
【０１３５】
ステップＳ６３における電動弁操作量算出処理において、液管電動弁１２８のみを用いて容量制御を行う場合には、図２４のフローチャートに代えて図２５に示すようなフローチャートに基づいて処理を行う。
【０１３６】
ステップＳ９１では、サンプリングタイマのカウントする経過時間が容量制御サンプリング時間ＴLPSMPに到達したか否かを判別する。容量制御サンプリング時間ＴLPSMPが経過したと判断した場合にはステップＳ９２に移行する。
【０１３７】
ステップＳ９２では、では、吸入圧力ＬＰを検出する。吸入圧力ＬＰは吸入側圧力センサ１１０の検出値を用いることができる。この検出された吸入圧力ＬＰ、前回検出した吸入圧力ＬＰZ、ステップＳ６２の目標吸入圧力算出処理により得られた目標吸入圧力ＬＰMKを用いて、
目標吸入圧力変化幅ΔＬＰ＝ＬＰ−ＬＰMK
前回からの目標吸入圧力変化幅ΔＬＰZ＝ＬＰZ−ＬＰMK
を算出する。この後、前回の吸入圧力ＬＰZ＝ＬＰとする。
【０１３８】
ステップＳ９３では、吸入圧力制御電動弁累積パルスＰLPを算出する。ここでは、予め設定されている容量制御ゲインＫLPA，ＫLPBを用いて、
ＰLP＝ＫLPA×（（ΔＬＰ−ΔＬＰZ）＋（ΔＬＰ）／ＫLPB）
で算出できる。
【０１３９】
ステップＳ９４では、液管電動弁１２８の開度ＥＶＬ＝ＥＶＬ＋ＰLPに設定する。
この場合には、冷房運転時における吸入圧力を液管電動弁１２８の開度制御によって調整することができる。
【０１４０】
また、ステップＳ６３における電動弁操作量算出処理において、吐出−吸入電動弁１４２のみを用いて容量制御を行う場合には、図２４のフローチャートに代えて図２６に示すようなフローチャートに基づいて処理を行う。
【０１４１】
ステップＳ１０１では、サンプリングタイマのカウントする経過時間が容量制御サンプリング時間ＴLPSMPに到達したか否かを判別する。容量制御サンプリング時間ＴLPSMPが経過したと判断した場合にはステップＳ１０２に移行する。
【０１４２】
ステップＳ１０２では、吸入圧力ＬＰを検出する。吸入圧力ＬＰは吸入側圧力センサ１１０の検出値を用いることができる。この検出された吸入圧力ＬＰ、前回検出した吸入圧力ＬＰZ、ステップＳ６２の目標吸入圧力算出処理により得られた目標吸入圧力ＬＰMKを用いて、
目標吸入圧力変化幅ΔＬＰ＝ＬＰ−ＬＰMK
前回からの目標吸入圧力変化幅ΔＬＰZ＝ＬＰZ−ＬＰMK
を算出する。この後、前回の吸入圧力ＬＰZ＝ＬＰとする。
【０１４３】
ステップＳ１０３では、吸入圧力制御電動弁累積パルスＰLPを算出する。ここでは、予め設定されている容量制御ゲインＫLPA，ＫLPBを用いて、
ＰLP＝ＫLPA×（（ΔＬＰ−ΔＬＰZ）＋（ΔＬＰ）／ＫLPB）
で算出できる。
【０１４４】
ステップＳ１０４では、吐出−吸入電動弁１４２の開度ＥＶＰ＝ＥＶＰ＋ＰLPに設定する。
この場合、冷房運転時における吸入圧力を吐出−吸入電動弁１４２の開度制御によって調整することができる。
【０１４５】
〔他の実施例〕
前述したような各実施形態について、暖房運転時における容量制御方法、冷房運転時における容量制御方法を適用することが可能である。
【０１４６】
【発明の効果】
本発明では、吐出バイパス回路に設けられる吐出−吸入電動弁およびレシーバの前後に設けられる冷媒開閉手段の冷媒流量を調整することにより、冷房運転時における圧縮機の吸入圧力制御、暖房運転時における容量制御を行っており、室内機の運転状況に応じて発生する冷房運転時の室内熱交換器の凍結や暖房運転時における凝縮温度の異常上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の概要構成図。
【図２】本発明の第２実施形態の概要構成図。
【図３】本発明の第３実施形態の概要構成図。
【図４】本発明の第４実施形態の概要構成図。
【図５】本発明の第５実施形態の概要構成図。
【図６】本発明の第６実施形態の概要構成図。
【図７】本発明の第７実施形態の概要構成図。
【図８】本発明の第８実施形態の概要構成図。
【図９】本発明の第９実施形態の概要構成図。
【図１０】本発明の第１０実施形態の概要構成図。
【図１１】本発明の第１１実施形態の概要構成図。
【図１２】本発明の第１２実施形態の概要構成図。
【図１３】本発明の第１３実施形態の概要構成図。
【図１４】本発明の第１４実施形態の冷媒配管説明図。
【図１５】室外熱交換器の概略説明図。
【図１６】実施例に用いられる冷媒回路の構成図。
【図１７】暖房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図１８】暖房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図１９】暖房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２０】暖房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２１】暖房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２２】冷房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２３】冷房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２４】冷房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２５】冷房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【図２６】冷房運転時の容量制御に関するフローチャート。
【符号の説明】
１００ 室外機
１０１ 圧縮機
１０２ 四路切換弁
１０３ 室外熱交換器
１０５ アキュムレータ
１２１ レシーバ
１２８ 液管電動弁
１２９ ガス管電動弁
１３０ ガス抜きキャピラリ
１３１ 液管配管部
１３２ ガス管配管部
１３３ 補助熱交換器
１３４ サブクール熱交換器
１４１ キャピラリ
１４２ 吐出−吸入バイパス電動弁

Claims (27)

1. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
   前記圧縮機（１０１）の吐出管と前記アキュムレータ（１０５）の吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁（１４２）を設け、
   冷房運転時における前記圧縮機（１０１）の吸入圧力が所定値以上となるように、前記吐出−吸入電動弁（１４２）を制御することを特徴とする空気調和機。
2. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
   前記圧縮機（１０１）の吐出管と前記アキュムレータ（１０５）の吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁（１４２）を設け、
   冷房運転時における前記室内熱交換器（２０１）内における冷媒蒸発温度が所定値以上となるように、前記吐出−吸入電動弁（１４２）を制御することを特徴とする空気調和機。
3. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
   前記圧縮機（１０１）の吐出管と前記アキュムレータ（１０５）の吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁（１４２）を設け、
   暖房運転時における前記圧縮機（１０１）の吐出圧力が所定値以下となるように、前記吐出−吸入電動弁（１４２）を制御することを特徴とする空気調和機。
4. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
   前記圧縮機（１０１）の吐出管と前記アキュムレータ（１０５）の吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁（１４２）を設け、
   暖房運転時における前記室内熱交換器（２０１）内における冷媒凝縮温度が所定値以下となるように、前記吐出−吸入電動弁（１４２）を制御することを特徴とする空気調和機。
5. 前記圧縮機（１０１）の目標運転周波数が所定値以下となった場合に、前記吐出−吸入電動弁（１４２）の制御を行う、請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 前記圧縮機（１０１）の目標運転周波数が、運転可能な最低周波数以下となった場合に、前記吐出−吸入電動弁（１４２）の制御を行う、請求項５に記載の空気調和機。
7. 前記圧縮機（１０１）の吐出管と前記吐出バイパス回路（１９４）の吐出−吸入電動弁（１４２）との間に、吐出バイパス熱交換器（１９５）を設けてなる、請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和機。
8. 前記吐出バイパス熱交換器（１９５）は前記アキュムレータ（１０５）内部に設けられている、請求項７に記載の空気調和機。
9. 前記吐出バイパス熱交換器は、前記アキュムレータ（１０５）内部に挿入された吐出バイパス配管（１９６）である、請求項８に記載の空気調和機。
10. 前記吐出バイパス熱交換器（１９５，１９６）は、前記アキュムレータ（１０５）の底部に位置して設けられる、請求項８または９に記載の空気調和機。
11. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
    前記液管側配管（１３１）とガス管側配管（１３２）とをバイパスするバイパス回路上に、液冷媒を回収するレシーバ（１２１）と、前記レシーバ（１２１）から前記液管側配管（１３１）に接続する液管側接続管（１２２）およびガス管側配管（１３２）に接続するガス管側接続管（１２３）に設けられる冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）とを設け、
    冷房運転時における前記圧縮機（１０１）の吸入圧力が所定値以上となるように、前記冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）を制御することを特徴とする空気調和機。
12. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
    前記液管側配管（１３１）とガス管側配管（１３２）とをバイパスするバイパス回路上に、液冷媒を回収するレシーバ（１２１）と、前記レシーバ（１２１）から前記液管側配管（１３１）に接続する液管側接続管（１２２）およびガス管側配管（１３２）に接続するガス管側接続管（１２３）に設けられる冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）とを設け、
    冷房運転時における前記室内熱交換器（２０１）内における冷媒蒸発温度が所定値以上となるように、前記冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）を制御することを特徴とする空気調和機。
13. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
    前記液管側配管（１３１）とガス管側配管（１３２）とをバイパスするバイパス回路上に、液冷媒を回収するレシーバ（１２１）と、前記レシーバ（１２１）から前記液管側配管（１３１）に接続する液管側接続管（１２２）およびガス管側配管（１３２）に接続するガス管側接続管（１２３）に設けられる冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）とを設け、
    暖房運転時における前記圧縮機（１０１）の吐出圧力が所定値以下となるように、前記冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）を制御することを特徴とする空気調和機。
14. 室外機（１００）内に配置されるアキュムレータ（１０５）、圧縮機（１０１）、四路切換弁（１０２）、室外熱交換器（１０３）とを含む室外機側冷媒回路と、室内機（２００）内に配置される室内熱交換器（２０１）とを液管側配管とガス管側配管とによって接続する冷媒回路を備え、
    前記液管側配管（１３１）とガス管側配管（１３２）とをバイパスするバイパス回路上に、液冷媒を回収するレシーバ（１２１）と、前記レシーバ（１２１）から前記液管側配管（１３１）に接続する液管側接続管（１２２）およびガス管側配管（１３２）に接続するガス管側接続管（１２３）に設けられる冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）とを設け、
    暖房運転時における前記室内熱交換器（２０１）内における冷媒凝縮温度が所定値以下となるように、前記冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）を制御することを特徴とする空気調和機。
15. 前記圧縮機（１０１）の目標運転周波数が所定値以下となった場合に、前記冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）の制御を行う、請求項１１〜１４のいずれかに記載の空気調和機。
16. 前記圧縮機（１０１）の目標運転周波数が、運転可能な最低周波数以下となった場合に、前記冷媒開閉手段（１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９）の制御を行う、請求項１５に記載の空気調和機。
17. 前記冷媒開閉手段（１２４，１２５）は冷媒を減圧することが可能な機能部品である、請求項１１〜１６のいずれかに記載の空気調和機。
18. 前記冷媒開閉手段（１２４，１２５）は、電動弁またはキャピラリである、請求項１７に記載の空気調和機。
19. 前記冷媒開閉手段（１２６，１２７）は、冷媒流れの遮断が可能な機能部品である、請求項１７に記載の空気調和機。
20. 前記冷媒開閉手段（１２６，１２７）は、電動弁、電磁弁、逆止弁のうちいずれかで構成される、請求項１９に記載の空気調和機。
21. 前記冷媒開閉手段（１２８，１２９）は、冷媒を減圧する機能と冷媒流れを遮断する機能を備える、請求項１９に記載の空気調和機。
22. 前記冷媒開閉手段（１２８，１２９）は、電動弁もしくはキャピラリと電磁弁の組み合わせでなる、請求項２１に記載の空気調和機。
23. 前記レシーバ（１２１）のガス管側接続管（１２３）に設けられた冷媒開閉手段（１２９）と、前記四路切換弁（１０２）とガス管閉鎖弁（１１７）との間のガス管側配管（１３２）との間に挿入される補助熱交換器（１３３）をさらに備える、請求項１１〜２２のいずれかに記載の空気調和機。
24. 前記補助熱交換器（１３３）は前記室外熱交換器（１０３）の下部に設けられる、請求項２３に記載の空気調和機。
25. 前記室外熱交換器（１０３）は液管側に位置してサブクール熱交換器（１３４）を備え、前記補助熱交換器（１３３）と前記サブクール熱交換器（１３４）とが隣接して配置される、請求項２４に記載の空気調和機。
26. 前記補助熱交換器（１３３）は前記サブクール熱交換器（１３４）の風上側に配置される、請求項２５に記載の空気調和機。
27. 前記圧縮機（１０１）の吐出管と前記アキュムレータ（１０５）の吸入管との間に、冷媒流量を調整するための吐出−吸入電動弁（１４２）をさらに備え、前記冷媒開閉手段（１２９）と吐出−吸入電動弁（１４２）の制御を行う、請求項１１〜２６のいずれかに記載の空気調和機。

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