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JP2009014210A - 冷凍装置 - Google Patents

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JP2009014210A
JP2009014210A JP2007173372A JP2007173372A JP2009014210A JP 2009014210 A JP2009014210 A JP 2009014210A JP 2007173372 A JP2007173372 A JP 2007173372A JP 2007173372 A JP2007173372 A JP 2007173372A JP 2009014210 A JP2009014210 A JP 2009014210A
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refrigeration cycle
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Shinichi Kasahara
伸一 笠原
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

【課題】超臨界サイクルを行う冷凍装置における能力制御の収束性を向上させる。
【解決手段】空気調和装置(10)は、圧縮機(21)と室外熱交換器(23)と室外膨張弁(24)と室内熱交換器(27)とが順に接続されて高圧が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、少なくとも圧縮機(21)及び室外膨張弁(24)を含む制御対象を制御するコントローラ(40)とを備えている。コントローラ(40)は、複数の制御対象を共に制御することによって、冷凍装置の能力の指標となる所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、超臨界サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置に関するものである。
圧縮機構と熱源側熱交換器と膨張機構と利用側熱交換器とが順に接続された冷媒回路を備えた冷凍装置においては、圧縮機構と膨張機構とを制御することによって該冷凍装置の能力を制御することが一般的である。かかる冷凍装置の一例として、特許文献1に開示されたものがある。
この特許文献1に開示された冷凍装置は、圧縮機構としての圧縮機の容量を制御する圧縮機容量制御手段と、膨張機構としての膨張弁の弁開度を制御する膨張弁開度制御手段とを備えている。この圧縮機容量制御手段は、冷媒回路における冷媒の低圧に基づいて圧縮機の容量を制御している。また、膨張弁開度制御手段は、蒸発器出口における冷媒の温度に基づいて膨張弁の弁開度を制御している。このとき、膨張弁開度制御手段の制御量は、圧縮機の容量に基づいて補正される。
特開2002−22242号公報
しかしながら、膨張弁開度制御手段によって膨張弁の弁開度の制御量を圧縮機の容量に基づいて補正する構成であっても、膨張弁の弁開度を変化させると、冷媒の循環状態が変化するため、冷媒の低圧にも変化が生じる。冷媒の低圧が変化すると、圧縮機容量制御手段によって圧縮機構の容量が調整される。こうして、圧縮機の容量が変化すると、膨張弁開度制御手段による制御量を再び補正する必要が生じる。その結果、膨張弁開度制御手段の制御量の補正、冷媒の低圧の変化、圧縮機の容量の変化、再び膨張弁開度制御手段の制御量の補正、・・・というように、圧縮機による低圧制御や膨張弁による過熱度制御がなかなか収束しないという問題がある。
特に、高圧が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを行う冷凍装置においては、この制御の収束性が悪く、問題となる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、超臨界サイクルを行う冷凍装置における能力制御の収束性を向上させることにある。
本発明は、超臨界サイクルにおいては高圧の変化に対するガスクーラ出口の冷媒のエンタルピの変化量が大きいことに着目してなされたものである。詳しくは、超臨界サイクルでは、冷房運転において低圧変動によって高圧が変化したときに、それによってガスクーラ出口の冷媒のエンタルピが大きく変化する場合がある。その結果、室内熱交換器入口の冷媒のエンタルピが変化し、それによってさらに室内熱交換器出口の過熱度が変化するという亜臨界冷媒にはない作用が加わり、さらに制御の収束性が悪くなる。暖房時でも高圧が変化したときに、それによってガスクーラ出口の冷媒のエンタルピが大きく変化する場合があり、その結果、室内能力の増減が大きくなって室温が変動し、さらにその影響でガスクーラ出口温度の目標値が変化するという悪循環で制御の収束性が悪くなる。また超臨界冷媒であるCOではフロンなどに比べて、過熱度がついたときの冷媒の密度変化が大きく(例えば蒸発温度5℃で過熱度が0℃から5℃に変化したときで比較すると、R410Aではガス密度が3.5%しか減少しないのに対し、COでは6.5%も減少してしまう)、過熱度が変化することによる循環量や能力の変化も大きいため、より制御性に対する影響が大きくなる。これに鑑みて、本発明は冷凍サイクルの高圧と能力制御により制御する所定の物理量とを共に制御するようにしたものである。
具体的には、第1の発明は、圧縮機構(21)と熱源側熱交換器(23)と膨張機構(24)と利用側熱交換器(27)とが順に接続されて高圧が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、少なくとも該圧縮機構(21)及び該膨張機構(24)を含む制御対象を制御する制御手段(40)とを備えた冷凍装置が対象である。そして、前記制御手段(40)は、複数の前記制御対象を共に制御することによって、冷凍装置における所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、冷媒回路(20)における冷凍サイクルの高圧を制御しつつ所定の物理量の制御が行われる。すなわち、制御対象を調整したときの冷凍サイクルの高圧の変化、ひいては、ガスクーラ出口の冷媒のエンタルピの変化を考慮した上で、他の物理量の制御を行うことができる。このように、複数の制御対象を共に制御することで冷凍サイクルの高圧と所定の物理量とを共に制御することによって、互いの変化に起因する高圧や所定の物理量への影響を加味して該制御対象を制御することができるため、制御対象を別々に制御して、対応する冷凍サイクルの高圧や所定の物理量がそれぞれ別々に変化することで互いに影響し合い、なかなか収束しないという事態を防止することができる。その結果、冷凍装置における所定の物理量や高圧の制御の収束性を向上させることができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記制御手段(40)は、前記所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを入力として、複数の前記制御対象のそれぞれに対する制御信号を該物理量と該高圧とを互いに関連付けて生成して、該制御信号を前記各制御対象に出力することによって前記所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、前記複数の制御対象のそれぞれを制御する制御信号を、所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを入力とし、これらを互いに関連付けて生成することによって、所定の物理量や高圧のうちの何れか1つを入力として制御対象を制御するのではなく、所定の物理量と高圧との両方を加味して各制御対象を制御することができる。さらに、前述の如く複数の制御対象が共に制御させるため、一の制御対象の制御信号を生成する際に、他の制御対象の調整による所定の物理量や高圧への影響をも考慮して制御信号を生成することができる。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、冷媒を空気と熱交換させる前記熱源側熱交換器(23)に空気を供給する熱源側ファン(28)をさらに備え、冷房運転時においては、前記所定の物理量は、前記利用側熱交換器(27)における冷媒の蒸発温度と前記利用側熱交換器(27)の出口における冷媒の過熱度とであり、前記制御対象には、前記熱源側ファン(28)がさらに含まれており、前記制御手段(40)は、冷媒の前記蒸発温度及び前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)、膨張機構(24)及び熱源側ファン(28)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度及び冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、冷房運転時において、圧縮機構(21)、膨張機構(24)及び熱源側ファン(28)という3つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と過熱度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧を所望の目標値に安定的に制御した状態で冷媒の蒸発温度と過熱度とを制御することができるため、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度及び過熱度を高い収束性で制御することができる。
第4の発明は、第1又は第2の発明において、暖房運転時には、前記所定の物理量は、前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度であり、前記制御手段(40)は、冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)及び膨張機構(24)を共に制御することによって、冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、暖房運転時において、圧縮機構(21)及び膨張機構(24)という2つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の過熱度を共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧を所望の目標値に安定的に制御した状態で冷媒の過熱度を制御することができるため、冷凍サイクルの高圧及び冷媒の過熱度を高い収束性で制御することができる。
第5の発明は、第1又は第2の発明において、前記圧縮機構は、低圧の冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機(21a)と、該第1圧縮機(21a)から吐出された冷媒をさらに圧縮して吐出する第2圧縮機(21b)とを有し、前記膨張機構は、高圧の冷媒を膨張させる第1膨張機構(24)と、該第1膨張機構(24)によって中間圧となった冷媒をさらに膨張させる第2膨張機構(26)とを有し、冷房運転時においては、前記所定の物理量は、前記利用側熱交換器(27)における冷媒の蒸発温度と前記利用側熱交換器(27)の出口における冷媒の過熱度と冷凍サイクルの中間圧とであり、前記制御手段(240)は、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷凍サイクルの中間圧と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷凍サイクルの中間圧と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、冷房運転時において、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)という4つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と過熱度と中間圧とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧を所望の目標値に安定的に制御した状態で冷媒の蒸発温度と過熱度と冷凍サイクルの中間圧とを制御することができるため、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度、過熱度及び冷凍サイクルの中間圧を高い収束性で制御することができる。
第6の発明は、第1又は第2の発明において、前記圧縮機構は、低圧の冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機(21a)と、該第1圧縮機(21a)から吐出された冷媒をさらに圧縮して吐出する第2圧縮機(21b)とを有し、前記膨張機構は、高圧の冷媒を膨張させる第1膨張機構(24)と、該第1膨張機構(24)によって中間圧となった冷媒をさらに膨張させる第2膨張機構(26)とを有し、暖房運転時においては、前記所定の物理量は、前記熱源側熱交換器(23)における冷媒の蒸発温度と前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度と前記利用側熱交換器(27)の出口における冷媒の温度であるガスクーラ出口温度とであり、前記制御手段(240)は、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、暖房運転時において、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)という4つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と過熱度とガスクーラ出口温度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧を所望の目標値に安定的に制御した状態で冷媒の蒸発温度と過熱度とガスクーラ出口温度とを制御することができるため、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度、過熱度及びガスクーラ出口温度を高い収束性で制御することができる。
第7の発明は、第1又は第2の発明において、前記利用側熱交換器(27a,27b)は、複数設けられていると共に互いに並列に接続されており、前記膨張機構は、前記各利用側熱交換器(27a,27b)ごとに対応して設けられた複数の利用側膨張機構(26a,26b)と、該利用側熱交換器(27a,27b)及び該利用側膨張機構(26a,26b)と前記熱源側熱交換器(23)との間に設けられた熱源側膨張機構(24)とを有し、冷房運転時においては、前記所定の物理量は、前記利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の蒸発温度と前記各利用側熱交換器(27a,27b)の出口における冷媒の過熱度とであり、前記制御手段(340)は、冷媒の前記蒸発温度及び該各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)、複数の前記利用側膨張機構(26a,26b)及び前記熱源側膨張機構(24)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度及び該各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、冷房運転時において、圧縮機構(21)、熱源側膨張機構(24)及び複数の利用側膨張機構(26a,26b)という複数の制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と各利用側熱交換器(27a,27b)における過熱度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧を所望の目標値に安定的に制御した状態で冷媒の蒸発温度と各利用側熱交換器(27a,27b)における過熱度とを制御することができるため、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度及び各利用側熱交換器(27a,27b)における過熱度を高い収束性で制御することができる。
第8の発明は、第1又は第2の発明において、前記利用側熱交換器(27a,27b)は、複数設けられていると共に互いに並列に接続されており、前記膨張機構は、前記各利用側熱交換器(27a,27b)ごとに対応して設けられた複数の利用側膨張機構(26a,26b)と、該利用側熱交換器(27a,27b)及び該利用側膨張機構(26a,26b)と前記熱源側熱交換器(23)との間に設けられた熱源側膨張機構(24)とを有し、暖房運転時においては、前記所定の物理量は、前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度と前記各利用側熱交換器(27a,27b)の出口における冷媒の温度であるガスクーラ出口温度とであり、前記制御手段(340)は、冷媒の前記過熱度及び前記各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)、複数の前記利用側膨張機構(26a,26b)及び前記熱源側膨張機構(24)を共に制御することによって、冷媒の前記過熱度及び前記各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御するものとする。
前記の構成の場合、暖房運転時において、圧縮機構(21)、熱源側膨張機構(24)及び複数の利用側膨張機構(26a,26b)という複数の制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の過熱度と各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒のガスクーラ出口温度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧を所望の目標値に安定的に制御した状態で冷媒の過熱度と各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒のガスクーラ出口温度とを制御することができるため、冷凍サイクルの高圧、冷媒の過熱度及び各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒のガスクーラ出口温度を高い収束性で制御することができる。
本発明によれば、複数の制御対象を共に制御して冷凍装置における所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することによって、所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に考慮すると共に、複数の制御対象による互いの影響を考慮して所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することができるため、冷凍装置における所定の物理量や高圧の制御の収束性を向上させることができる。
第2の発明によれば、前記複数の制御対象のそれぞれを制御する制御信号を、所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを入力とし、これらを互いに関連付けて生成することによって、一の制御対象の制御信号を生成する際に、所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に考慮することに加えて、他の制御対象の調整による所定の物理量や高圧への影響をも考慮して制御信号を生成することができ、冷凍装置における所定の物理量や高圧の制御の収束性を向上させることができる。
第3の発明によれば、冷房運転時に、圧縮機構(21)、膨張機構(24)及び熱源側ファン(28)という3つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と過熱度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度及び過熱度を高い収束性で制御することができる。
第4の発明によれば、暖房運転時において、圧縮機構(21)及び膨張機構(24)という2つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の過熱度を共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧及び冷媒の過熱度を高い収束性で制御することができる。
第5の発明によれば、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置において、冷房運転時に、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)という4つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と過熱度と冷凍サイクルの中間圧とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度、過熱度及び冷凍サイクルの中間圧を高い収束性で制御することができる。
第6の発明によれば、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置において、暖房運転時に、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)という4つの制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と過熱度とガスクーラ出口温度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度、過熱度及びガスクーラ出口温度を高い収束性で制御することができる。
第7の発明によれば、室内機が複数設けられた所謂マルチ機において、冷房運転時に、圧縮機構(21)、熱源側膨張機構(24)及び複数の利用側膨張機構(26a,26b)という複数の制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の蒸発温度と各利用側熱交換器(27a,27b)における過熱度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧、冷媒の蒸発温度及び各利用側熱交換器(27a,27b)における過熱度を高い収束性で制御することができる。
第8の発明によれば、室内機が複数設けられた所謂マルチ機において、暖房運転時に、圧縮機構(21)、熱源側膨張機構(24)及び複数の利用側膨張機構(26a,26b)という複数の制御対象を共に制御して冷凍サイクルの高圧を制御しつつ冷媒の過熱度と各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒のガスクーラ出口温度とを共に制御することによって、冷凍サイクルの高圧、冷媒の過熱度及び各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒のガスクーラ出口温度を高い収束性で制御することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《発明の実施形態1》
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の空気調和装置(10)は、冷媒回路(20)とコントローラ(40)を備えている。
前記冷媒回路(20)は、冷媒として二酸化炭素(CO)が充填された閉回路である。冷媒回路(20)では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。また、この冷媒回路(20)は、高圧が二酸化炭素の臨界圧力以上の値に設定される超臨界冷凍サイクル(即ち、二酸化炭素の臨界温度以上の蒸気圧領域を含む冷凍サイクル)を行うように構成されている。
前記冷媒回路(20)には、圧縮機(21)と、四路切換弁(22)と、室外熱交換器(23)と、室外膨張弁(24)と、室内熱交換器(27)とが接続されている。
具体的に、前記冷媒回路(20)において、圧縮機(21)は、吐出側が四路切換弁(22)の第1ポートに、吸入側が四路切換弁(22)の第2ポートにそれぞれ接続されている。また、冷媒回路(20)では、四路切換弁(22)の第3ポートから第4ポートへ向かって順に、室外熱交換器(23)、室外膨張弁(24)、室内熱交換器(27)が順に配置されている。
前記圧縮機(21)は、可変容量型のいわゆる全密閉型に構成されている。この圧縮機(21)は、吸入した冷媒(二酸化炭素)をその臨界圧力以上にまで圧縮して吐出する。圧縮機(21)のモータ(図示省略)に供給する交流の周波数を変更することによって、圧縮機(21)の回転速度、つまり、容量を変化させることができる。この圧縮機(21)が圧縮機構を構成する。
前記室外熱交換器(23)では、室外ファン(28)によって取り込まれた室外空気と冷媒が熱交換する。前記室内熱交換器(27)では、室内ファン(29)によって取り込まれた室内空気と冷媒が熱交換する。この室外熱交換器(23)が熱源側熱交換器を構成し、室内熱交換器(27)が利用側熱交換器を構成する。また、室外ファン(28)が熱源側ファンを構成する。
前記室外膨張弁(24)は、弁体(図示省略)がパルスモータ(図示省略)で駆動される開度可変の電子膨張弁によって構成されている。この室外膨張弁(24)が膨張機構を構成している。
前記四路切換弁(22)は、第1ポートと第3ポートが連通し且つ第2ポートと第4ポートが連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポートと第4ポートが連通し且つ第2ポートと第3ポートが連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換え可能となっている。
つまり、この空気調和装置(10)は、四路切換弁(22)の切換によって、冷房運転と暖房運転とが切り換え可能になっている。
冷房運転時には、四路切換弁(22)が第1状態に設定される。この状態で圧縮機(21)を運転すると、室外熱交換器(23)が放熱器(ガスクーラ)となり、各室内熱交換器(27)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機(21)から吐出された超臨界状態の冷媒は、室外熱交換器(23)に流れて室外空気へ放熱する。放熱した冷媒は、室外膨張弁(24)を通過する際に膨張して(減圧されて)室内熱交換器(27)へ流れる。室内熱交換器(27)では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、冷却された室内空気が室内へ供給される。蒸発した冷媒は、圧縮機(21)へ吸入されて圧縮される。
暖房運転時には、四路切換弁(22)が第2状態に設定される。この状態で圧縮機(21)を運転すると、室内熱交換器(27)が放熱器(ガスクーラ)となり、室外熱交換器(23)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機(21)から吐出された超臨界状態の冷媒は、室内熱交換器(27)に流れて室内空気へ放熱する。これにより、加熱された室内空気が室内へ供給される。放熱した冷媒は、室外膨張弁(24)を通過する際に膨張する(減圧される)。室外膨張弁(24)で膨張した冷媒は、室外熱交換器(23)に流れて室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機(21)へ吸入されて圧縮される。
このように構成された空気調和装置(10)においては、前記冷媒回路(20)に、外気温度センサ(30)と、室内温度センサ(31)と、低圧センサ(32)と、吐出温度センサ(33)と、高圧センサ(34)と、暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)と、冷房時ガスクーラ出口温度センサ(39)とが設けられている。
外気温度センサ(30)は、室外熱交換器(23)に取り込まれる室外空気の温度を検出する温度検出手段である。室内温度センサ(31)は、室内熱交換器(27)に取り込まれる室内空気の温度を検出する温度検出手段である。低圧センサ(32)は、圧縮機(21)に吸入される冷媒の圧力、即ち、冷媒回路(20)における冷凍サイクルの低圧を検出する温度検出手段である。吐出温度センサ(33)は、圧縮機(21)から吐出される冷媒の温度を検出する温度検出手段である。高圧センサ(34)は、圧縮機(21)から吐出される冷媒の圧力、即ち、冷媒回路(20)における冷凍サイクルの高圧を検出する温度検出手段である。暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)は、冷媒回路(220)において冷媒が暖房サイクルで循環するときに、室内熱交換器(27)の出口冷媒温度を検出する温度検出手段である。冷房時ガスクーラ出口温度センサ(39)は、冷媒回路(220)において冷媒が冷房サイクルで循環するときに、室外熱交換器(23)の出口冷媒温度を検出する温度検出手段である。
前記コントローラ(40)は、前記室内温度センサ(31)、低圧センサ(32)、吐出温度センサ(33)及び高圧センサ(34)の出力信号が入力され、前記圧縮機(21)の運転周波数、室外膨張弁(24)の開度及び室外ファン(28)の運転周波数を制御するように構成されている。このコントローラ(40)が制御手段を構成する。
前記コントローラ(40)は、図2,3に示すように、冷凍サイクルの低圧の目標値である目標低圧Plsを算出する目標低圧算出部(41)と、冷凍サイクルの高圧の目標値である目標高圧Phsを算出する目標高圧算出部(42)と、冷媒の吐出温度の目標値である目標吐出温度T1sを算出する目標吐出温度算出部(43)と、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)及び室外ファン(28)への制御信号を生成する制御信号生成部(49)とを有する。尚、コントローラ(40)は、冷房運転と暖房運転とでは制御内容が異なる、即ち、機能する要素が異なるため、冷房運転時の制御ブロック図を図2に、暖房運転時の制御ブロック図を図3に分けて示している。
前記目標低圧算出部(41)は、設定温度Tsと室内温度センサ(31)からの出力信号(即ち、室内温度Ta)との温度偏差etに基づいて、目標低圧Plsを算出する。
前記目標高圧算出部(42)は、冷房運転時には外気温度センサ(30)からの出力信号(即ち、外気温T0)及び冷房時ガスクーラ出口温度センサ(39)からの出力信号(即ち、ガスクーラ出口温度T4)に基づいて、暖房運転時には前記温度偏差et及び暖房時ガスクーラ出口温度(37)からの出力信号(即ち、ガスクーラ出口温度T4)に基づいて、目標高圧Phsを算出する。
前記目標吐出温度算出部(43)は、前記温度偏差et、低圧センサ(32)からの出力信号(即ち、実低圧Pl)、高圧センサ(34)からの出力信号(即ち、実高圧Ph)、圧縮機(21)の運転周波数fc及び外気温T0に基づいて、目標吐出温度T1sを算出する。詳しくは、目標吐出温度算出部(43)は、温度偏差et、実低圧Pl、実高圧Ph、圧縮機(21)の運転周波数fc及び外気温T0に基づいて、目標とする過熱度に対応する目標吐出温度T1sを算出している。
これら、目標低圧算出部(41)、目標高圧算出部(42)及び目標吐出温度算出部(43)のそれぞれは、マップ及び関数を有していて、各入力に対して対応する出力値(目標値)を出力するように構成されている。
前記制御信号生成部(49)には、冷房運転と暖房運転とで異なる信号が入力されるように構成されている。また、制御信号生成部(49)は、入力信号に応じた制御パラメータを有する複数のPID制御部(p1a,p2a,…,p1b,p2b,…)を有している。
冷房運転時には、目標低圧算出部(41)で算出した目標低圧Plsと低圧センサ(32)から実低圧Plとの低圧偏差e1、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phsと高圧センサ(34)からの実高圧Phとの高圧偏差e2、及び目標吐出温度算出部(43)で算出した目標吐出温度T1sと吐出温度センサ(33)からの出力信号(即ち、実吐出温度T1)との吐出温度偏差e3が制御信号生成部(49)に入力されている。
また、冷房運転時には、制御信号生成部(49)における9個のPID制御部(p1a,p2a,…)が機能する。すなわち、制御信号生成部(49)に入力された低圧偏差e1は3個の第1乃至第3PID制御部(p1a,p2a,p3a)に入力され、高圧偏差e2は別の3個の第4乃至第6PID制御部(p4a,p5a,p6a)に入力され、吐出温度偏差e3はさらに別の3個の第7乃至第9PID制御部(p7a,p8a,p9a)に入力されている。
第1乃至第9PID制御部(p1a,p2a,…)はそれぞれ、入力される偏差に所定の制御パラメータを掛け合わせて出力する。その結果、制御信号生成部(49)は、第1PID制御部(p1a)、第4PID制御部(p4a)及び第7PID制御部(p7a)からの出力信号を加算して圧縮機周波数制御信号Δfcを生成し、第2PID制御部(p2a)、第5PID制御部(p5a)及び第8PID制御部(p8a)からの出力信号を加算して膨張弁開度制御信号Δevを生成し、第3PID制御部(p3a)、第6PID制御部(p6a)及び第9PID制御部(p9a)からの出力信号を加算してファン周波数制御信号Δffを生成している。
こうして生成された圧縮機周波数制御信号Δfc、膨張弁開度制御信号Δev及びファン周波数制御信号Δffは、空気調和装置(10)に出力される。
空気調和装置(10)においては、圧縮機(21)のモータへ供給される交流の周波数(即ち、運転周波数)が圧縮機周波数制御信号Δfcに応じた値に設定され、圧縮機(21)の回転速度が変化する。その結果、該圧縮機(21)の容量が圧縮機周波数制御信号Δfcに応じて変化する。
また、室外膨張弁(24)のパルスモータへ供給される信号のパルス数が膨張弁開度制御信号Δevに応じた値に設定される。その結果、室外膨張弁(24)のパルスモータが該パルス数に応じた角度だけ回転し、弁開度が膨張弁開度制御信号Δevに応じて調整される。
さらに、室外ファン(28)のモータへ供給される交流の周波数(即ち、運転周波数)がファン周波数制御信号Δffに応じた値に設定され室外ファン(28)の回転速度が変化する。その結果、該室外ファン(28)から室外熱交換器(23)へ供給される空気の流量がファン周波数制御信号Δffに応じて変化する。
そして、かかる運転状態で運転される空気調和装置(10)における低圧Pl、吐出温度T1及び高圧Phが低圧センサ(32)、吐出温度センサ(33)及び高圧センサ(34)を介してコントローラ(40)にフィードバックされる。こうして、コントローラ(40)は、低圧Pl(ひいては蒸発温度)、吐出温度T1(ひいては過熱度)及び高圧Phが運転状態に応じた目標値となるようにフィードバック制御している。
以上、説明したように、圧縮機周波数制御信号Δfc、膨張弁開度制御信号Δev及びファン周波数制御信号Δffのそれぞれは、低圧偏差e1、高圧偏差e2及び吐出温度偏差e3を互いに関連付けて生成されている。つまり、例えば、圧縮機(21)で冷凍サイクルの低圧を制御し、室外膨張弁(24)で冷媒の吐出温度を制御し、室外ファン(28)で冷凍サイクルの高圧を制御する構成のように、各物理量に個別に対応した制御対象をそれぞれ別々に制御するのではなく、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)及び室外ファン(28)を共に制御することで、高圧、低圧及び吐出温度を共に、即ち同時に制御している。すなわち、低圧、高圧及び吐出温度のそれぞれは、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)及び室外ファン(28)のうちの何れか1つによってのみ制御されるのではなく、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)及び室外ファン(28)の全てによって制御される。さらに詳しくは、制御対象である圧縮機(21)、室外膨張弁(24)及び室外ファン(28)のそれぞれは、そのものだけが駆動制御されるときの低圧、高圧及び吐出温度の変化だけでなく、そのもの以外の他の制御対象が駆動制御されるときの低圧、高圧及び吐出温度の変化をも考慮して駆動制御される(換言すれば、それらが考慮されるように、第1乃至9第PID制御部(p1a,p2a,…)の制御パラメータが設定されている)。
一方、暖房運転時には、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phsと高圧センサ(34)からの実高圧Phとの高圧偏差e2、及び目標吐出温度算出部(43)で算出した目標吐出温度T1sと吐出温度センサ(33)からの実吐出温度T1との吐出温度偏差e3が制御信号生成部(49)に入力されている。
また、暖房運転時には、制御信号生成部(49)における4個のPID制御部(p1b,p2b,…)が機能する。すなわち、制御信号生成部(49)に入力された吐出温度偏差e3は2個の第1,PID制御部(p1b,p2b)に入力され、高圧偏差e2は別の2個の第3,4PID制御部(p3b,p4b)に入力されている。
第1乃至第4PID制御部(p1b,p2b,…)はそれぞれ、入力される偏差に所定の制御パラメータを掛け合わせて出力する。その結果、制御信号生成部(49)は、第1PID制御部(p1b)及び第3PID制御部(p3b)からの出力信号を加算して圧縮機周波数制御信号Δfcを生成し、第2PID制御部(p2b)及び第4PID制御部(p4b)からの出力信号を加算して膨張弁開度制御信号Δevを生成している。
こうして生成された圧縮機周波数制御信号Δfc及び膨張弁開度制御信号Δevは、空気調和装置(10)に出力される。
空気調和装置(10)においては、圧縮機(21)の容量が圧縮機周波数制御信号Δfcに応じて変化し、室外膨張弁(24)が膨張弁開度制御信号Δevに応じた弁開度に調整されるようになる。
そして、かかる運転状態で運転される空気調和装置(10)における吐出温度T1及び高圧Phが吐出温度センサ(33)及び高圧センサ(34)を介してコントローラ(40)にフィードバックされる。こうして、コントローラ(40)は、吐出温度T1(ひいては過熱度)及び高圧Phが運転状態に応じた目標値となるようにフィードバック制御している。
このように、圧縮機周波数制御信号Δfc及び膨張弁開度制御信号Δevのそれぞれは、高圧偏差e2及び吐出温度偏差e3を互いに関連付けて生成されている。つまり、例えば、圧縮機(21)で冷凍サイクルの高圧を制御し、室外膨張弁(24)で冷媒の吐出温度を制御する構成のように、各物理量に個別に対応した制御対象をそれぞれ別々に制御するのではなく、圧縮機(21)及び室外膨張弁(24)を共に制御することで、高圧及び吐出温度を共に、即ち同時に制御している。すなわち、高圧及び吐出温度のそれぞれは、圧縮機(21)及び室外膨張弁(24)のうちの何れか1つによってのみ制御されるのではなく、圧縮機(21)及び室外膨張弁(24)の全てによって制御される。さらに詳しくは、制御対象である圧縮機(21)及び室外膨張弁(24)のそれぞれは、そのものだけが駆動制御されるときの高圧及び吐出温度の変化だけでなく、そのもの以外の他の制御対象が駆動制御されるときの高圧及び吐出温度の変化をも考慮して駆動制御される(換言すれば、それらが考慮されるように、第1乃至第4PID制御部(p1b,p2b,…)の制御パラメータが設定されている)。
したがって、本実施形態1によれば、空気調和装置(10)における所定の物理量に加えて冷凍サイクルの高圧を運転状態に応じた所定の目標値となるように複数の制御対象(例えば、圧縮機(21)や室外膨張弁(24)等)を同時に駆動制御すると共に、複数の制御対象を制御した際の該物理量及び冷凍サイクルの高圧の変化を考慮しつつ各制御対象を駆動制御することによって、高圧を運転状態に応じた目標値に安定的に保ったまま、空気調和装置(10)の能力制御(例えば、冷房運転時であれば低圧や過熱度等)を行うことができる。その結果、或る一の物理量を調整することによって、別の物理量が変化し、その変化を是正すべく該別の物理量を調整すると、さらに別の物理量或いは先に調整した一の物理量が変化して、さらに調整する必要が生じるというように、制御しようとする物理量がなかなか収束しないという事態を防止することができ、空気調和装置(10)における能力制御及び高圧制御の収束性を向上させることができる。
尚、本実施形態では、冷房運転時には、低圧、高圧及び吐出温度という3つの物理量を圧縮機(21)、室外膨張弁(24)及び室外ファン(28)という3つの制御対象で制御すると共に、暖房運転時には、高圧及び吐出温度という2つの物理量を圧縮機(21)及び室外膨張弁(24)という2つの制御対象で制御しているが、制御対象によっては各物理量に影響を与えやすいもの、あるいは与えにくいものがある。即ち、何れか1つの制御対象を変化させても、あまり変化しない物理量がある場合がある。本実施形態では、制御する物理量全てを入力とすると共にそれら全てを関連付けて制御対象ごとの制御信号を生成しているが、影響を与えにくい物理量がある制御対象の制御信号を生成する際には、その影響を与えにくい物理量の関連性を小さくする、あるいは関連性をなくすようにしてもよい(具体的には、影響を与えにくい物理量がある制御対象の制御信号を生成するPID制御部(p1a,…,p1b,…)のうち該影響を与えにくい物理量のPID制御部の制御パラメータを小さくする、あるいは零にしてもよい)。
《発明の実施形態2》
次に、本発明の実施形態2について説明する。
実施形態2に係る空気調和装置(210)は、冷媒回路(220)において、室外熱交換器(23)と室内熱交換器(27)との間に2つの膨張弁(24,26)が設けられると共に、2つの圧縮機(21a,21b)が設けられていて、二段圧縮冷凍サイクルを行う点で、実施形態1に係る空気調和装置(10)と異なる。
詳しくは、空気調和装置(210)は、図4に示すように、冷媒回路(220)とコントローラ(240)を備えている。
前記冷媒回路(220)には、低段側の第1圧縮機(21a)と、高段側の第2圧縮機(21b)と、四路切換弁(22)と、室外熱交換器(23)と、室外膨張弁(24)と、気液分離器(25)と、室内膨張弁(26)および室内熱交換器(27)とが接続されている。
具体的に、前記冷媒回路(220)において、第2圧縮機(21b)の吐出側が四路切換弁(22)の第1ポートに、第1圧縮機(21a)の吸入側が四路切換弁(22)の第2ポートにそれぞれ接続されている。第1圧縮機(21a)と第2圧縮機(21b)とは、第1圧縮機(21a)で圧縮して吐出した冷媒が第2圧縮機(21b)に吸入されてさらに圧縮されるように配管で接続されている。また、冷媒回路(220)では、四路切換弁(22)の第3ポートから第4ポートへ向かって順に、室外熱交換器(23)、室外膨張弁(24)、気液分離器(25)、室内膨張弁(26)および室内熱交換器(27)が順に配置されている。そして、気液分離器(25)は、第1中間圧冷媒配管(25a)を介して第1圧縮機(21a)と第2圧縮機(21b)とを接続する配管に接続されている。
前記第1及び第2圧縮機(21a,21b)は、実施形態1と同様の圧縮機である。これら第1及び第2圧縮機(21a,21b)が圧縮機構を構成する。
前記室外膨張弁(24)および室内膨張弁(26)は、いずれも弁体(図示省略)がパルスモータ(図示省略)で駆動される開度可変の電子膨張弁によって構成されている。この室外膨張弁(24)が第1膨張機構を構成し、室内膨張弁(26)が第2膨張機構を構成している。
前記気液分離器(25)は縦長で円筒状の密閉容器である。この気液分離器(25)は、ブリッジ回路(50)を介して室外膨張弁(24)及び室内膨張弁(26)にそれぞれ接続されている。
詳しくは、前記室外膨張弁(24)が第2中間圧冷媒配管(25b)を介してとブリッジ回路(50)の一の端子に接続されている。また、前記室内膨張弁(26)が第3中間圧冷媒配管(25c)を介してブリッジ回路(50)の別の端子に接続されている。さらに、ブリッジ回路(50)のまた別の端子には冷媒流入配管(25d)の一端部が接続されており、この冷媒流入配管(25d)の他端部は、気液分離器(25)に接続されている。冷媒流入配管(25d)の他端部は、該気液分離器(25)の密閉容器の上面を貫通しその上部空間に位置している。さらにまた、ブリッジ回路(50)のさらに別の端子には冷媒流出配管(25e)の一端部が接続されており、この冷媒流出配管(25e)の他端部は、気液分離器(25)に接続されている。冷媒流出配管(25e)の他端部は、該気液分離器(25)の密閉容器の上面を貫通しその下部空間に位置している。
そして、前記第1中間圧冷媒配管(25a)の気液分離器(25)側の端部は、該気液分離器(25)の密閉容器の上部側面を貫通してその上部空間に位置している。
この空気調和装置(210)は、実施形態1と同様に、四路切換弁(22)の切換によって、冷房運転と暖房運転とが切り換え可能になっている。
冷房運転時には、四路切換弁(22)が第1状態に設定される。この状態で第1及び第2圧縮機(21a,21b)を運転すると、室外熱交換器(23)が放熱器(ガスクーラ)となり、各室内熱交換器(27)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。具体的に、第1圧縮機(21a)から吐出された中間圧冷媒が第2圧縮機(21b)で超臨界状態まで圧縮される。超臨界状態となった冷媒は、室外熱交換器(23)に流れて室外空気へ放熱する。放熱した高圧冷媒は、室外膨張弁(24)で減圧されて気液二相状態の中間圧冷媒となり、第2中間圧冷媒配管(25b)、ブリッジ回路(50)及び冷媒流入配管(25d)を介して気液分離器(25)に流入する。気液分離器(25)に流入した中間圧の冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離される。そして、中間圧のガス冷媒は、気液分離器(25)の上部空間から第1中間圧冷媒配管(25a)を介して第2圧縮機(21b)の吸入側へ流れ、第1圧縮機(21a)から吐出される中間圧のガス冷媒と合流して、第2圧縮機(21b)に吸入される。一方、中間圧の液冷媒は、気液分離器(25)の下部空間に一時的に貯留された後、下部空間から冷媒流出配管(25e)、ブリッジ回路(50)及び第3中間圧冷媒配管(25c)を介して流出して室内膨張弁(26)でさらに膨張して(減圧されて)気液二相状態の低圧冷媒となり、室内熱交換器(27)へ流入する。室内熱交換器(27)では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、冷却された室内空気が室内へ供給される。蒸発した冷媒は、第1圧縮機(21a)へ吸入されて圧縮される。
暖房運転時には、四路切換弁(22)が第2状態に設定される。この状態で第1及び第2圧縮機(21a,21b)を運転すると、室内熱交換器(27)が放熱器(ガスクーラ)となり、室外熱交換器(23)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。具体的に、第1圧縮機(21a)から吐出された中間圧のガス冷媒が第2圧縮機(21b)で超臨界状態まで圧縮される。超臨界状態の冷媒は、室内熱交換器(27)に流れて室内空気へ放熱する。これにより、加熱された室内空気が室内へ供給される。放熱した冷媒は、室内膨張弁(26)で減圧されて気液二相状態の中間圧冷媒となり、第3中間圧冷媒配管(25c)、ブリッジ回路(50)及び冷媒流入配管(25d)を介して気液分離器(25)に流入する。気液分離器(25)に流入した中間圧の冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離される。そして、中間圧のガス冷媒は、気液分離器(25)の上部空間から第1中間圧冷媒配管(25a)を介して第2圧縮機(21b)の吸入側へ流れ、第1圧縮機(21a)から吐出される中間圧のガス冷媒と合流して、第2圧縮機(21b)に吸入される。一方、中間圧の液冷媒は気液分離器(25)の下部空間に一時的に貯留された後、下部空間から冷媒流出配管(25e)、ブリッジ回路(50)及び第2中間圧冷媒配管(25b)を介して室外膨張弁(24)へ流入する。この中間圧の液冷媒は、室外膨張弁(24)を通過する際に膨張して(減圧されて)気液二相状態の低圧冷媒となり、室外熱交換器(23)へ流入する。室外熱交換器(23)では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、第1圧縮機(21a)へ吸入されて圧縮される。
このように構成された空気調和装置(210)においては、前記冷媒回路(220)に、室内温度センサ(31)と、低圧センサ(32)と、吐出温度センサ(33)と、高圧センサ(34)と、吸入温度センサ(35)と、中間圧飽和温度センサ(36)と、暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)とが設けられている。
室内温度センサ(31)は、室内熱交換器(27)に取り込まれる室内空気の温度を検出する温度検出手段である。低圧センサ(32)は、第1圧縮機(21a)に吸入される冷媒の圧力、即ち、冷媒回路(220)における冷凍サイクルの低圧を検出する温度検出手段である。吐出温度センサ(33)は、第2圧縮機(21b)から吐出される冷媒の温度を検出する温度検出手段である。高圧センサ(34)は、第2圧縮機(21b)から吐出される冷媒の圧力、即ち、冷媒回路(220)における冷凍サイクルの高圧を検出する温度検出手段である。吸入温度センサ(35)は、第1圧縮機(21a)に吸入される冷媒の温度を検出する温度検出手段である。中間圧飽和温度センサ(36)は、ブリッジ回路(50)と気液分離器(25)とを接続する冷媒流出配管(25e)に設けられ、中間圧冷媒の温度、即ち、冷凍サイクルの中間圧飽和温度を検出する温度検出手段である。暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)は、冷媒回路(220)において冷媒が暖房サイクルで循環するときに、室内熱交換器(27)の出口冷媒温度を検出する温度検出手段である。
前記コントローラ(240)は、前記室内温度センサ(31)、低圧センサ(32)、高圧センサ(34)、吸入温度センサ(35)、中間圧飽和温度センサ(36)及び暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)の出力信号が入力され、前記第1及び第2圧縮機(21a,21b)の運転周波数、並びに室外及び室内膨張弁(24,26)の開度を制御するように構成されている。
前記コントローラ(240)は、図5,6に示すように、冷凍サイクルの低圧の目標値である目標低圧Plsを算出する目標低圧算出部(41)と、冷凍サイクルの高圧の目標値である目標高圧Phsを算出する目標高圧算出部(42)と、冷媒の過熱度の目標値である目標過熱度SHsを算出する目標過熱度算出部(44)と、冷媒の実際の過熱度である実過熱度SHを算出する実過熱度算出部(45)と、冷媒の中間圧飽和温度の目標値である目標中間圧飽和温度T3sを算出する目標中間圧飽和温度算出部(46)と、暖房運転時における冷媒のガスクーラ出口温度の目標値である目標ガスクーラ出口温度T4sを算出する目標ガスクーラ出口温度算出部(47)と、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)への制御信号を生成する制御信号生成部(249)とを有する。尚、コントローラ(240)は、冷房運転と暖房運転とでは制御内容が異なるため、冷房運転時の制御ブロック図を図5に、暖房運転時の制御ブロック図を図6に分けて示している。
前記目標過熱度算出部(44)は、冷房運転時には設定温度Tsと室内温度センサ(31)からの室内温度Taとの温度偏差etに基づいて、暖房運転時には該温度偏差et及び外気温度センサ(30)からの外気温T0に基づいて室外熱交換器(23)及び室内熱交換器(27)のうち蒸発器として機能する熱交換器の目標過熱度SHsを算出する。
前記実過熱度算出部(45)は、低圧センサ(32)からの実低圧Plと吸入温度センサ(35)からの実吸入温度T2とに基づいて、室外熱交換器(23)及び室内熱交換器(27)のうち蒸発器として機能する熱交換器の出口における冷媒の実際の過熱度である実過熱度SHを算出する。
前記目標中間圧飽和温度算出部(46)は、外気温度センサ(30)からの外気温度T0、室内温度センサ(31)、高圧センサ(34)からの実高圧Ph、低圧センサ(32)からの実低圧Pl、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phs及び目標低圧算出部(41)で算出した目標低圧Plsのうち少なくとも1つの値に基づいて、目標中間圧飽和温度T3sを算出する。
前記目標ガスクーラ出口温度算出部(47)は、前記温度偏差etに基づいて、室内熱交換器(27)が放熱器として機能する場合の出口における冷媒の温度の目標値である目標ガスクーラ出口温度T4sを算出する。
これら、目標過熱度算出部(44)、実過熱度算出部(45)及び目標中間圧飽和温度算出部(46)のそれぞれは、マップ及び関数を有していて、各入力に対して対応する出力値(目標値)を出力するように構成されている。
前記制御信号生成部(249)には、冷房運転と暖房運転とで異なる信号が入力されるように構成されている。また、制御信号生成部(249)は、入力信号に応じた制御パラメータを有するPID制御部(p1c,p2c,…,p1d,p2d,…)を有している。
冷房運転時には、目標低圧算出部(41)で算出した目標低圧Plsと低圧センサ(32)からの実低圧Plとの低圧偏差e1、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phsと高圧センサ(34)からの実高圧Phとの高圧偏差e2、目標過熱度算出部(44)で算出した目標過熱度SHsと実過熱度算出部(45)で算出した実過熱度SHとの過熱度偏差e4及び目標中間圧飽和温度算出部(46)で算出した目標中間圧飽和温度T3sと中間圧飽和温度センサ(36)からの出力信号(即ち、実中間圧飽和温度T3)との中間圧飽和温度偏差e5が制御信号生成部(249)に入力されている。
また、冷房運転時には、制御信号生成部(249)における16個のPID制御部(p1c,p2c,…)が機能する。すなわち、制御信号生成部(249)に入力された高圧偏差e2は4個の第1乃至第4PID制御部(p1c〜p4c)に入力され、中間圧飽和温度偏差e5は別の4個の第5乃至第8PID制御部(p5c〜p8c)に入力され、低圧偏差e1はまた別の4個の第9乃至第12PID制御部(p9c〜p12c)に入力され、過熱度偏差e4はさらに別の4個の第13乃至第16PID制御部(p13c〜p16c)に入力されている。
第1乃至第16PID制御部(p1c,p2c,…)はそれぞれ、入力される偏差に所定の制御パラメータを掛け合わせて出力する。その結果、制御信号生成部(249)は、第1PID制御部(p1c)、第5PID制御部(p5c)、第9PID制御部(p9c)及び第13PID制御部(p13c)からの出力信号を加算して第1圧縮機周波数制御信号Δfc1を生成し、第2PID制御部(p2c)、第6PID制御部(p6c)、第10PID制御部(p10c)及び第14PID制御部(p14c)からの出力信号を加算して第2圧縮機周波数制御信号Δfc2を生成し、第3PID制御部(p3c)、第7PID制御部(p7c)、第11PID制御部(p11c)及び第15PID制御部(p15c)からの出力信号を加算して室外膨張弁開度制御信号Δev1を生成し、第4PID制御部(p4c)、第8PID制御部(p8c)、第12PID制御部(p12c)及び第16PID制御部(p16c)からの出力信号を加算して室内張弁開度制御信号Δev2を生成している。
こうして生成された第1圧縮機周波数制御信号Δfc1、第2圧縮機周波数制御信号Δfc2、室外膨張弁開度制御信号Δev1及び室内膨張弁開度制御信号Δev2は、空気調和装置(210)に出力される。
空気調和装置(210)においては、第1圧縮機(21a)の容量が第1圧縮機周波数制御信号Δfc1に応じた値に変化し、第2圧縮機(21b)の容量が第2圧縮機周波数制御信号Δfc2に応じた値に変化する。
また、室外膨張弁(24)は、室外膨張弁開度制御信号Δev1に応じた弁開度に調整され、室内膨張弁(26)も同様に、室内膨張弁開度制御信号Δev2に応じた弁開度に調整されるようになる。
そして、かかる運転状態で運転される空気調和装置(210)における低圧Pl、高圧Ph、吸入温度T2及び中間圧飽和温度T3が低圧センサ(32)、高圧センサ(34)、吸入温度センサ(35)及び中間圧飽和温度センサ(36)を介してコントローラ(240)にフィードバックされる。こうして、コントローラ(240)は、低圧Pl、高圧Ph、過熱度SH及び中間圧飽和温度T3が運転状態に応じた目標値となるようにフィードバック制御している。
このように、第1及び第2圧縮機周波数制御信号Δfc1、Δfc2並びに室外及び室内膨張弁開度制御信号Δev1、Δev2のそれぞれは、低圧偏差e1、高圧偏差e2、過熱度偏差e4及び中間圧飽和温度偏差e5を互いに関連付けて生成されている。つまり、各物理量に個別に対応した制御対象をそれぞれ別々に制御するのではなく、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)を共に制御することで、低圧、高圧、過熱度及び中間圧飽和温度を共に、即ち同時に制御している。すなわち、低圧、高圧、過熱度及び中間圧飽和温度のそれぞれは、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)のうちの何れか1つによって制御されるのではなく、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)の全てによって制御される。さらに詳しくは、制御対象である第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)のそれぞれは、そのものだけが駆動制御されるときの低圧、高圧、過熱度及び中間圧飽和温度の変化だけでなく、そのもの以外の他の制御対象が駆動制御されるときの低圧、高圧、過熱度及び中間圧飽和温度の変化をも考慮して駆動制御される(換言すれば、それらが考慮されるように、第1乃至第16PID制御部(p1c,p2c,…)の制御パラメータが設定されている)。
一方、暖房運転時には、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phsと高圧センサ(34)からの実高圧Phとの高圧偏差e2、目標過熱度算出部(44)で算出した目標過熱度SHsと実過熱度算出部(45)で算出した実過熱度SHとの過熱度偏差e4、目標中間圧飽和温度算出部(46)で算出した目標中間圧飽和温度T3sと中間圧飽和温度センサ(36)からの実中間圧飽和温度T3との中間圧飽和温度偏差e5及び目標ガスクーラ出口温度算出部(47)で算出した目標ガスクーラ出口温度T4sと暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)からの出力信号(即ち、実ガスクーラ出口温度T4)とのガスクーラ出口温度偏差e6が制御信号生成部(249)に入力されている。
また、暖房運転時には、制御信号生成部(249)では、冷房運転時とは別の16個のPID制御部(p1d,p2d,…)が機能する。すなわち、制御信号生成部(249)に入力された高圧偏差e2は4個の第1乃至第4PID制御部(p1d〜p4d)に入力され、中間圧飽和温度偏差e5は別の4個の第5乃至第8PID制御部(p5d〜p8d)に入力され、ガスクーラ出口温度偏差e6はまた別の4個の第9乃至第12PID制御部(p9d〜p12d)に入力され、過熱度偏差e4はさらに別の4個の第13乃至第16PID制御部(p13d〜p16d)に入力されている。
第1乃至第16PID制御部(p1d,p2d,…)はそれぞれ、入力される偏差に所定の制御パラメータを掛け合わせて出力する。その結果、制御信号生成部(249)は、第1PID制御部(p1d)、第5PID制御部(p5d)、第9PID制御部(p9d)及び第13PID制御部(p13d)からの出力信号を加算して第1圧縮機周波数制御信号Δfc1を生成し、第2PID制御部(p2d)、第6PID制御部(p6d)、第10PID制御部(p10d)及び第14PID制御部(p14d)からの出力信号を加算して第2圧縮機周波数制御信号Δfc2を生成し、第3PID制御部(p3d)、第7PID制御部(p7d)、第11PID制御部(p11d)及び第15PID制御部(p15d)からの出力信号を加算して室外膨張弁開度制御信号Δev1を生成し、第4PID制御部(p4d)、第8PID制御部(p8d)、第12PID制御部(p12d)及び第16PID制御部(p16d)からの出力信号を加算して室内張弁開度制御信号Δev2を生成している。
こうして生成された第1圧縮機周波数制御信号Δfc1、第2圧縮機周波数制御信号Δfc2、室外膨張弁開度制御信号Δev1及び室内膨張弁開度制御信号Δev2は、空気調和装置(210)に出力される。
空気調和装置(210)においては、第1圧縮機(21a)の容量が第1圧縮機周波数制御信号Δfc1に応じて変化し、第2圧縮機(21b)の容量が第2圧縮機周波数制御信号Δfc2に応じて変化する。また、室外膨張弁(24)が室外膨張弁開度制御信号Δev1に応じた弁開度に調整され、室内膨張弁(26)が室内膨張弁開度制御信号Δev2に応じた弁開度に調整されるようになる。
そして、かかる運転状態で運転される空気調和装置(210)における高圧Ph、吸入温度T2、中間圧飽和温度T3及びガスクーラ出口温度T4が高圧センサ(34)、吸入温度センサ(35)、中間圧飽和温度センサ(36)及び暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37)を介してコントローラ(240)にフィードバックされる。こうして、コントローラ(240)は、高圧Ph、過熱度SH、中間圧飽和温度T3及びガスクーラ出口温度T4が運転状態に応じた目標値となるようにフィードバック制御している。
このように、第1及び第2圧縮機周波数制御信号Δfc1、Δfc2並びに室外及び室内膨張弁開度制御信号Δev1、Δev2のそれぞれは、高圧偏差e2、過熱度偏差e4、中間圧飽和温度偏差e5及びガスクーラ出口温度偏差e6を互いに関連付けて生成されている。つまり、各物理量に個別に対応した制御対象をそれぞれ別々に制御するのではなく、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)を共に制御することで、高圧、過熱度、中間圧飽和温度及びガスクーラ出口温度を共に、即ち同時に制御している。すなわち、高圧、過熱度、中間圧飽和温度及びガスクーラ出口温度のそれぞれは、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)のうちの何れか1つによって制御されるのではなく、第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)の全てによって制御される。さらに詳しくは、制御対象である第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)のそれぞれは、そのものだけが駆動制御されるときの高圧、過熱度、中間圧飽和温度及びガスクーラ出口温度の変化だけでなく、そのもの以外の他の制御対象が駆動制御されるときの高圧、過熱度、中間圧飽和温度及びガスクーラ出口温度の変化をも考慮して駆動制御される(換言すれば、それらが考慮されるように、第1乃至第16PID制御部(p1d,p2d,…)の制御パラメータが設定されている)。
したがって、本実施形態2によれば、空気調和装置(210)における所定の物理量に加えて冷凍サイクルの高圧を運転状態に応じた所定の目標値となるように複数の制御対象(例えば、第1圧縮機(21a)や室外膨張弁(24)等)を同時に駆動制御すると共に、複数の制御対象を制御した際の該物理量及び冷凍サイクルの高圧の変化を考慮しつつ各制御対象を駆動制御することによって、高圧を運転状態に応じた目標値に安定的に保ったまま、空気調和装置(210)の能力制御(例えば、冷房運転時であれば低圧や過熱度等)を行うことができる。その結果、或る一の物理量を調整することによって、別の物理量が変化し、その変化を是正すべく該別の物理量を調整すると、さらに別の物理量或いは先に調整した一の物理量が変化して、さらに調整する必要が生じるというように、制御しようとする物理量がなかなか収束しないという事態を防止することができ、空気調和装置(210)における能力制御及び高圧制御の収束性を向上させることができる。
尚、本実施形態では、冷房運転時には、低圧、高圧、過熱度及び中間圧飽和温度という4つの物理量を第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)という4つの制御対象で制御すると共に、暖房運転時には、高圧、過熱度、中間圧飽和温度及びガスクーラ出口温度という4つの物理量を第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに室外及び室内膨張弁(24,26)という4つの制御対象で制御しているが、制御対象によっては各物理量に影響を与えやすいもの、あるいは与えにくいものがある。つまり、何れか1つの制御対象を変化させても、あまり変化しない物理量がある場合がある。本実施形態では、制御する物理量全てを入力とすると共にそれら全てを関連付けて制御対象ごとの制御信号を生成しているが、影響を与えにくい物理量がある制御対象の制御信号を生成する際には、その影響を与えにくい物理量の関連性を小さくする、あるいは関連性をなくすようにしてもよい(具体的には、影響を与えにくい物理量がある制御対象の制御信号を生成するPID制御部(p1c,…,p1d,…)のうち該影響を与えにくい物理量のPID制御部の制御パラメータを小さくする、あるいは零にしてもよい)。
《発明の実施形態3》
続いて、本発明の実施形態3について説明する。
実施形態3に係る空気調和装置(310)は、冷媒回路(320)において、室内熱交換器(27a,27b)が複数設けられている点で、実施形態1に係る空気調和装置(10)と異なる。
詳しくは、空気調和装置(310)は、図7に示すように、冷媒回路(320)とコントローラ(340)を備えている。
前記冷媒回路(320)には、圧縮機(21)と、四路切換弁(22)と、室外熱交換器(23)と、室外膨張弁(24)と、レシーバ(25)と、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)並びに第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)とが接続されている。この冷媒回路(320)では、複数(本実施形態では、2つ)の室内熱交換器(27a,27b)が互いに並列に接続され、各室内熱交換器(27a(27b))毎に室内膨張弁(26a(26b))が接続されている。
具体的に、前記冷媒回路(320)において、圧縮機(21)は、吐出側が四路切換弁(22)の第1ポートに、吸入側が四路切換弁(22)の第2ポートにそれぞれ接続されている。また、冷媒回路(320)では、四路切換弁(22)の第3ポートから第4ポートへ向かって順に、室外熱交換器(23)、室外膨張弁(24)、レシーバ(25)および2組の室内膨張弁(26a,26b)および室内熱交換器(27a,27b)が順に配置されている。
室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)は、いずれも弁体(図示省略)がパルスモータ(図示省略)で駆動される開度可変の電子膨張弁によって構成されている。この室外膨張弁(24)が熱源側膨張機構を構成し、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)が利用側膨張機構を構成している。
第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)には、それぞれ別々の第1及び第2室外ファン(29a,29b)が設けられている。
この空気調和装置(310)は、実施形態1と同様に、四路切換弁(22)の切換によって、冷房運転と暖房運転とが切り換え可能になっている。
冷房運転時には、四路切換弁(22)が第1状態に設定される。この状態で圧縮機(21)を運転すると、室外熱交換器(23)が放熱器となり、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機(21)から吐出された超臨界状態の冷媒は、室外熱交換器(23)に流れて室外空気へ放熱する。放熱した冷媒は、室外膨張弁(24)を通過する際に膨張する(減圧される)。膨張した冷媒は、レシーバ(25)を通過した後、分岐して第1及び第2各室内膨張弁(26a,26b)を通過する。このとき、冷媒はさらに膨張して(減圧されて)、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)へ流れる。つまり、レシーバ(25)を含む室外膨張弁(24)と室内膨張弁(26a,26b)の間の冷媒が中間圧状態になる。第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、冷却された室内空気が室内へ供給される。蒸発した冷媒は、圧縮機(21)へ吸入されて圧縮される。
暖房運転時には、四路切換弁(22)が第2状態に設定される。この状態で圧縮機(21)を運転すると、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)が放熱器となり、室外熱交換器(23)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機(21)から吐出された超臨界状態の冷媒は、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)に分岐して流れて室内空気へ放熱する。これにより、加熱された室内空気が室内へ供給される。放熱した冷媒は、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)を通過する際に膨張する(減圧される)。膨張した冷媒は、レシーバ(25)を通過した後、室外膨張弁(24)を通過する際にさらに膨張する(減圧される)。つまり、レシーバ(25)を含む室外膨張弁(24)と第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)の間の冷媒が中間圧状態になる。室外膨張弁(24)で膨張した冷媒は、室外熱交換器(23)に流れて室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機(21)へ吸入されて圧縮される。
このように構成された空気調和装置(310)においては、前記冷媒回路(320)に、第1及び第2室内温度センサ(31a,31b)と、低圧センサ(32)と、高圧センサ(34)と、吸入温度センサ(35)と、第1及び第2暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37a,37b)と、第1及び第2蒸発器出口温度センサ(38a,38b)と、冷房時ガスクーラ出口温度センサ(39)が設けられている。
第1及び第2室内温度センサ(31a,31b)は、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)に取り込まれる室内空気の温度を検出する温度検出手段であって、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)ごとに設けられている。第1及び第2暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37a,37b)は、冷媒回路(320)において冷媒が暖房サイクルで循環するときに、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)の出口冷媒温度をそれぞれ検出する温度検出手段であって、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)ごとに設けられている。第1及び第2蒸発器出口温度センサ(38a,38b)は、冷媒回路(320)において冷媒が冷房サイクルで循環するときに、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)の出口冷房温度をそれぞれ検出する温度検出手段であって、第1及び第2室内熱交換器(27a,27b)ごとに設けられている。
前記コントローラ(340)は、第1及び第2室内温度センサ(31a,31b)、低圧センサ(32)、高圧センサ(34)、吸入温度センサ(35)、第1及び第2暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37a,37b)並びに第1及び第2蒸発器出口温度センサ(38a,38b)の出力信号が入力され、圧縮機(21)の運転周波数並びに室外、第1及び第2室内膨張弁(24,26a,26b)の開度を制御するように構成されている。
前記コントローラ(340)は、図8,9に示すように、冷凍サイクルの低圧の目標値である目標低圧Plsを算出する目標低圧算出部(41)と、冷凍サイクルの高圧の目標値である目標高圧Phsを算出する目標高圧算出部(42)と、冷媒の実際の過熱度である実過熱度SHを算出する実過熱度算出部(45)と、冷房運転時の第1室内熱交換器(27a)の出口における冷媒の過熱度の目標値である目標第1過熱度SHasを算出する目標第1過熱度算出部(44a)と、冷房運転時の第2室内熱交換器(27b)の出口における冷媒の過熱度の目標値である目標第2過熱度SHbsを算出する目標第2過熱度算出部(44b)と、暖房運転時の第1室内熱交換器(27a)の出口における冷媒のガスクーラ出口温度の目標値である目標第1ガスクーラ出口温度T4asを算出する目標第1ガスクーラ出口温度算出部(47a)と、暖房運転時の第2室内熱交換器(27b)の出口における冷媒のガスクーラ出口温度の目標値である目標第2ガスクーラ出口温度T4bsを算出する目標第2ガスクーラ出口温度算出部(47b)と、暖房運転時の室外熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度の目標値である目標過熱度SHsを算出する目標過熱度算出部(44)と、圧縮機(21)並びに室外、第1室内及び第2室内膨張弁(24,26a,26b)への制御信号を生成する制御信号生成部(349)とを有する。尚、コントローラ(340)は、冷房運転と暖房運転とでは制御内容が異なるため、冷房運転時の制御ブロック図を図8に、暖房運転時の制御ブロック図を図9に分けて示している。
前記目標低圧算出部(41)は、第1室内熱交換器(27a)側の設定温度Tsaと第1室内温度センサ(31a)からの室内温度Taaとの温度偏差eta及び、第2室内熱交換器(27b)側の設定温度Tsbと第2室内温度センサ(31b)からの室内温度Tabとの温度偏差etbに基づいて、空気調和装置(310)全体としての目標低圧Plsを算出する。
前記目標高圧算出部(42)は、冷房運転時には外気温度センサ(30)からの外気温T0及び冷房時ガスクーラ出口温度センサ(39)からのガスクーラ出口温度T4に基づいて、暖房運転時には第1室内熱交換器(27a)側の温度偏差eta及び第2室内熱交換器(27b)側の温度偏差etb、目標第1ガスクーラ出口温度算出部(47a)で算出される目標第1ガスクーラ出口温度T4as、目標第2ガスクーラ出口温度算出部(47b)で算出される目標第2ガスクーラ出口温度T4bs並びに第1及び第2暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37a,37b)からの第1及び第2ガスクーラ出口温度T4a,T4bの少なくとも1つに基づいて、空気調和装置(310)全体としての目標高圧Phsを算出する。
前記目標第1過熱度算出部(44a)は、第1室内熱交換器(27a)側の温度偏差etaに基づいて、目標第1過熱度SHasを算出する。
前記目標第2過熱度算出部(44b)は、第2室内熱交換器(27b)側の温度偏差etbに基づいて、目標第2過熱度SHbsを算出する。
前記実過熱度算出部(45)は、冷房運転時には、低圧センサ(32)からの実低圧Plと第1又は第2蒸発器出口温度センサ(38a,38b)からの第1又は第2蒸発器出口温度T5a,T5bとに基づいて第1又は第2室内熱交換器(27a,27b)の出口における冷媒の実際の過熱度である実第1又は第2過熱度SHa,SHbを算出する一方、暖房運転時には、低圧センサ(32)からの実低圧Plと吸入温度センサ(35)からの実吸入温度T2とに基づいて室外熱交換器(23)の出口における冷媒の実際の過熱度である実過熱度SHを算出する。
前記目標第1ガスクーラ出口温度算出部(47a)は、第1室内熱交換器(27a)側の温度偏差etaに基づいて、目標第1ガスクーラ出口温度T4asを算出する。
前記目標第2ガスクーラ出口温度算出部(47b)は、第2室内熱交換器(27b)側の温度偏差etbに基づいて、目標第2ガスクーラ出口温度T4bsを算出する。
これら、目標低圧算出部(41)、目標高圧算出部(42)、目標第1過熱度算出部(44a)、目標第2過熱度算出部(44b)、目標過熱度算出部(44)、目標第1ガスクーラ出口温度算出部(47a)及び目標第2ガスクーラ出口温度算出部(47b)のそれぞれは、マップ及び関数を有していて、各入力に対して対応する出力値を出力するように構成されている。
前記制御信号生成部(349)には、冷房運転と暖房運転とで異なる信号が入力されるように構成されている。また、制御信号生成部(349)は、入力信号に応じた制御パラメータを有するPID制御部(p1e,p2e,…,p1f,p2f,…)を有している。
冷房運転時には、目標低圧算出部(41)で算出した目標低圧Plsと低圧センサ(32)からの実低圧Plとの低圧偏差e1、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phsと高圧センサ(34)からの実高圧Phとの高圧偏差e2、目標第1過熱度算出部(44a)で算出した目標過熱度SHasと実過熱度算出部(45)で算出した第1室内熱交換器(27a)側の実第1過熱度SHaとの第1過熱度偏差e4a及び目標第2過熱度算出部(44b)で算出した目標過熱度SHbsと実過熱度算出部(45)で算出した第2室内熱交換器(27b)側の実第2過熱度SHbとの第2過熱度偏差e4bが制御信号生成部(349)に入力されている。
また、冷房運転時には、制御信号生成部(349)における16個のPID制御部(p1e,p2e,…)が機能する。すなわち、制御信号生成部(349)に入力された低圧偏差e1は4個の第1乃至第4PID制御部(p1e〜p4e)に入力され、高圧偏差e2は別の4個の第5乃至第8PID制御部(p5e〜p8e)に入力され、第1過熱度偏差e4aはまた別の4個の第9乃至第12PID制御部(p9e〜p12e)に入力され、第2過熱度偏差e4bはさらに別の4個の第13乃至第16PID制御部(p13e〜p16e)に入力されている。
第1乃至第16PID制御部(p1e,p2e,…)はそれぞれ、入力される偏差に所定の制御パラメータを掛け合わせて出力する。詳しくは、制御信号生成部(349)は、第1PID制御部(p1e)、第5PID制御部(p5e)、第9PID制御部(p9e)及び第13PID制御部(p13e)からの出力信号を加算して圧縮機周波数制御信号Δfcを生成し、第2PID制御部(p2e)、第6PID制御部(p6e)、第10PID制御部(p10e)及び第14PID制御部(p14e)からの出力信号を加算して室外膨張弁開度制御信号Δev1を生成し、第3PID制御部(p3e)、第7PID制御部(p7e)、第11PID制御部(p11e)及び第15PID制御部(p15e)からの出力信号を加算して第1室内膨張弁開度制御信号Δev2aを生成し、第4PID制御部(p4e)、第8PID制御部(p8e)、第12PID制御部(p12e)及び第16PID制御部(p16e)からの出力信号を加算して第2室内張弁開度制御信号Δev2bを生成している。
こうして生成された圧縮機周波数制御信号Δfc、室外膨張弁開度制御信号Δev1、第1室内膨張弁開度制御信号Δev2a及び第2室内膨張弁開度制御信号Δev2bは、空気調和装置(310)に出力される。
空気調和装置(310)においては、圧縮機(21)の容量が圧縮機周波数制御信号Δfcに応じた値に変化する。
また、室外膨張弁(24)は、室外膨張弁開度制御信号Δev1に応じた弁開度に調整され、第1室内膨張弁(26a)は、第1室内膨張弁開度制御信号Δev2aに応じた弁開度に調整され、第2室内膨張弁(26b)は、第2室内膨張弁開度制御信号Δev2bに応じた弁開度に調整されるようになる。
そして、かかる運転状態で運転される空気調和装置(310)における低圧Pl、高圧Ph、第1室内熱交換器(27a)側の第1蒸発器出口温度T5a及び第2室内熱交換器(27b)側の第2蒸発器出口温度T5bが低圧センサ(32)、高圧センサ(34)並びに第1及び第2蒸発器出口温度センサ(38a,38b)を介してコントローラ(340)にフィードバックされる。こうして、コントローラ(340)は、低圧Pl、高圧Ph並びに第1及び第2過熱度SHa,SHbが運転状態に応じた目標値となるようにフィードバック制御している。
このように、圧縮機周波数制御信号Δfc並びに室外、第1室内及び第2室内膨張弁開度制御信号Δev1、Δev2a、Δev2bのそれぞれは、低圧偏差e1、高圧偏差e2、第1過熱度偏差e4a及び第2過熱度偏差e4bを互いに関連付けて生成されている。つまり、各物理量に個別に対応した制御対象をそれぞれ別々に制御するのではなく、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)を共に制御することで、低圧、高圧、第1過熱度及び第2過熱度を共に、即ち同時に制御している。すなわち、低圧、高圧、第1過熱度及び第2過熱度のそれぞれは、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)のうちの何れか1つによって制御されるのではなく、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)の全てによって制御される。さらに詳しくは、制御対象である圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)のそれぞれは、そのものだけが駆動制御されるときの低圧、高圧、第1過熱度及び第2過熱度の変化だけでなく、そのもの以外の他の制御対象が駆動制御されるときの低圧、高圧、第1過熱度及び第2過熱度の変化をも考慮して駆動制御される(換言すれば、それらが考慮されるように、第1乃至第16PID制御部(p1e,p2e,…)の制御パラメータが設定されている)。
一方、暖房運転時には、目標高圧算出部(42)で算出した目標高圧Phsと高圧センサ(34)からの実高圧Phとの高圧偏差e2、目標過熱度算出部(44)で算出した目標過熱度SHsと実過熱度算出部(45)で算出した実過熱度SHとの過熱度偏差e4、目標第1ガスクーラ出口温度算出部(47a)で算出した目標第1ガスクーラ出口温度T4asと第1暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37a)からの実第1ガスクーラ出口温度T4aとの第1ガスクーラ出口温度偏差e6a及び目標第2ガスクーラ出口温度算出部(47b)で算出した目標第2ガスクーラ出口温度T4bsと第2暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37b)からの実第2ガスクーラ出口温度T4bとの第2ガスクーラ出口温度偏差e6bが制御信号生成部(349)に入力されている。
また、暖房運転時には、制御信号生成部(349)では、冷房運転時とは別の16個のPID制御部(p1f,p2f,…)が機能する。すなわち、制御信号生成部(349)に入力された、高圧偏差e2は4個の第1乃至第4PID制御部(p1f〜p4f)に入力され、第1ガスクーラ出口温度偏差e6aは別の4個の第5乃至第8PID制御部(p5f〜p8f)に入力され、第2ガスクーラ出口温度偏差e6bはまた別の4個の第9乃至第12PID制御部(p9f〜p12f)に入力され、過熱度偏差e4はさらに別の4個の第13乃至第16PID制御部(p13f〜p16f)に入力されている。
第1乃至第16PID制御部(p1f,p2f,…)はそれぞれ、入力される偏差に所定の制御パラメータを掛け合わせて出力する。詳しくは、制御信号生成部(349)は、第1PID制御部(p1f)、第5PID制御部(p5f)、第9PID制御部(p9f)及び第13PID制御部(p13f)からの出力信号を加算して圧縮機周波数制御信号Δfcを生成し、第2PID制御部(p2e)、第6PID制御部(p6e)、第10PID制御部(p10e)及び第14PID制御部(p14e)からの出力信号を加算して室外膨張弁開度制御信号Δev1を生成し、第3PID制御部(p3e)、第7PID制御部(p7e)、第11PID制御部(p11e)及び第15PID制御部(p15e)からの出力信号を加算して第1室内膨張弁開度制御信号Δev2aを生成し、第4PID制御部(p4e)、第8PID制御部(p8e)、第12PID制御部(p12e)及び第16PID制御部(p16e)からの出力信号を加算して第2室内張弁開度制御信号Δev2bを生成している。
こうして生成された圧縮機周波数制御信号Δfc、室外膨張弁開度制御信号Δev1、第1室内膨張弁開度制御信号Δev2a及び第2室内膨張弁開度制御信号Δev2bは、空気調和装置(310)に出力される。
空気調和装置(310)においては、圧縮機(21)の容量が圧縮機周波数制御信号Δfcに応じた値に変化する。
室外膨張弁(24)は、室外膨張弁開度制御信号Δev1に応じた弁開度に調整され、第1室内膨張弁(26a)は、第1室内膨張弁開度制御信号Δev2aに応じた弁開度に調整され、第2室内膨張弁(26b)は、第2室内膨張弁開度制御信号Δev2bに応じた弁開度に調整されるようになる。
そして、かかる運転状態で運転される空気調和装置(310)における低圧Pl、高圧Ph、第1室内熱交換器(27a)側の第1ガスクーラ出口温度T4a及び第2室内熱交換器(27b)側の第2ガスクーラ出口温度T4bが低圧センサ(32)、高圧センサ(34)並びに第1及び第2暖房時ガスクーラ出口温度センサ(37a,37b)を介してコントローラ(340)にフィードバックされる。こうして、コントローラ(340)は、低圧Pl、高圧Ph並びに第1及び第2過熱度SHa,SHbが運転状態に応じた目標値となるようにフィードバック制御している。
このように、圧縮機周波数制御信号Δfc並びに室外、第1室内及び第2室内膨張弁開度制御信号Δev1、Δev2a、Δev2bのそれぞれは、高圧偏差e2、過熱度偏差e4、第1ガスクーラ出口温度偏差e6a及び第2ガスクーラ出口温度偏差e6bを互いに関連付けて生成されている。つまり、各物理量に個別に対応した制御対象をそれぞれ別々に制御するのではなく、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)を共に制御することで、高圧、過熱度、第1ガスクーラ出口温度及び第2ガスクーラ出口温度を共に、即ち同時に制御している。すなわち、高圧、過熱度、第1ガスクーラ出口温度及び第2ガスクーラ出口温度のそれぞれは、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)のうちの何れか1つによって制御されるのではなく、圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)の全てによって制御される。さらに詳しくは、制御対象である圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)のそれぞれは、そのものだけが駆動制御されるときの高圧、過熱度、第1ガスクーラ出口温度及び第2ガスクーラ出口温度の変化だけでなく、そのもの以外の他の制御対象が駆動制御されるときの高圧、過熱度、第1ガスクーラ出口及び第2ガスクーラ出口温度の変化をも考慮して駆動制御される(換言すれば、それらが考慮されるように、第1乃至第16PID制御部(p1f,p2f,…)の制御パラメータが設定されている)。
したがって、本実施形態3によれば、空気調和装置(310)における所定の物理量に加えて冷凍サイクルの高圧を運転状態に応じた所定の目標値となるように複数の制御対象(例えば、圧縮機(21)や室外膨張弁(24)等)を同時に駆動制御すると共に、複数の制御対象を制御した際の該物理量及び冷凍サイクルの高圧の変化を考慮しつつ各制御対象を駆動制御することによって、高圧を運転状態に応じた目標値に安定的に保ったまま、空気調和装置(310)の能力制御(例えば、冷房運転時であれば低圧や過熱度等)を行うことができる。その結果、或る一の物理量を調整することによって、別の物理量が変化し、その変化を是正すべく該別の物理量を調整すると、さらに別の物理量或いは先に調整した一の物理量が変化して、さらに調整する必要が生じるというように、制御しようとする物理量がなかなか収束しないという事態を防止することができ、空気調和装置(310)における能力制御及び高圧制御の収束性を向上させることができる。
尚、本実施形態では、冷房運転時には、低圧、高圧、第1過熱度及び第2過熱度という4つの物理量を圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)という4つの制御対象で制御すると共に、暖房運転時には、高圧、第1ガスクーラ出口温度、第2ガスクーラ出口温度及び過熱度という4つの物理量を圧縮機(21)、室外膨張弁(24)並びに第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)という4つの制御対象で制御しているが、制御対象によっては各物理量に影響を与えやすいもの、あるいは与えにくいものがある。つまり、何れか1つの制御対象を変化させても、あまり変化しない物理量がある場合がある。本実施形態では、制御する物理量全てを入力とすると共にそれら全てを関連付けて制御対象ごとの制御信号を生成しているが、影響を与えにくい物理量がある制御対象の制御信号を生成する際には、その影響を与えにくい物理量の関連性を小さくする、あるいは関連性をなくすようにしてもよい(具体的には、影響を与えにくい物理量がある制御対象の制御信号を生成するPID制御部(p1e,…,p1f,…)のうち該影響を与えにくい物理量のPID制御部の制御パラメータを小さくする、あるいは零にしてもよい)。
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
すなわち、本発明は、前記実施形態に係る冷媒回路に限られるものではなく、任意の冷媒回路に採用することができる。例えば、図10に示すように、二段圧縮冷凍サイクルを行い且つ室内機が複数設けられたマルチタイプの空気調和装置(410)であってもよい。この場合、例えば、高圧、低圧、第1蒸発器出口温度、第2蒸発器出口温度及び中間圧飽和温度を入力として、これら複数の物理量を関連させて第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)並びに室外膨張弁(24)をそれぞれ駆動制御する制御信号を生成してもよい。その結果、第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)並びに室外膨張弁(24)の全てが調整された場合に、高圧、低圧、第1蒸発器出口温度、第2蒸発器出口温度及び中間圧飽和温度のそれぞれが所定の目標値となるように、第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)並びに室外膨張弁(24)それぞれの制御信号が生成される、すなわち、第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)並びに室外膨張弁(24)が駆動制御される。
また、例えば、図11に示すように、室外熱交換器(23)と室外膨張弁(24)との間に内部熱交換器(51)を設けた、二段圧縮冷凍サイクルを行い且つ室内機が複数設けられたマルチタイプの空気調和装置(510)であってもよい。
詳しくは、空気調和装置(510)においては、室外熱交換器(23)とレシーバ(25)とを接続する接続配管(52)の途中から分岐して、第1圧縮機(21a)と第2圧縮機(21b)とを接続する配管に接続されるバイパス配管(53)が設けられている。このバイパス配管(53)の途中には、バイパス側膨張弁(54)が設けられており、バイパス配管(53)を流通する冷媒はこのバイパス側膨張弁(54)によって減圧されて中間圧冷媒となる。
また、接続配管(52)のうちバイパス配管(53)の分岐部よりもレシーバ(25)側の部分に、室外膨張弁(24)が設けられている。
そして、前記内部熱交換器(51)は、接続配管(52)のうちバイパス配管(53)との分岐部と室外膨張弁(24)の間の部分と、バイパス配管(53)のうちバイパス側膨張弁(54)よりも下流側の部分とに跨って設けられており、両部を流れる冷媒同士で熱交換させる。すなわち、冷房運転時において、バイパス配管(53)を流通する冷媒は、バイパス側膨張弁(54)によって減圧されて中間圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった後、内部熱交換器(51)を流通することで接続配管(52)を流れる冷媒から吸熱して過熱状態のガス冷媒となって第2圧縮機(21b)の吸入側へ流れていく。一方、接続配管(52)を流通する冷媒は、室外熱交換器(23)から流出した後、内部熱交換器(51)を流通することでバイパス配管(53)を流れる冷媒へ放熱することによって過冷却状態となり、その後、室外膨張弁(24)によって減圧されて中間圧となってレシーバ(25)へ流入する。
接続配管(52)のうち室外膨張機(24)よりもレシーバ(25)側の部分には、レシーバ圧飽和温度センサ(55)が設けられている。また、バイパス配管(53)のうち内部熱交換器(51)よりも下流側の部分に中間圧飽和温度センサ(36)が設けられている。
このように構成された空気調和装置(510)においては、例えば、高圧、低圧、第1蒸発器出口温度、第2蒸発器出口温度、中間圧飽和温度及びレシーバ圧飽和温度センサ(55)によって検出されるレシーバ内圧を入力として、これら複数の物理量を関連させて第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)、室外膨張弁(24)並びにバイパス側膨張弁(54)をそれぞれ駆動制御する制御信号を生成している。その結果、第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)、室外膨張弁(24)並びにバイパス側膨張弁(54)の全てが調整された場合に、高圧、低圧、第1蒸発器出口温度、第2蒸発器出口温度、中間圧飽和温度及びレシーバ内圧のそれぞれが所定の目標値となるように、第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)、室外膨張弁(24)並びにバイパス側膨張弁(54)それぞれの制御信号が生成される、すなわち、第1及び第2圧縮機(21a,21b)、第1及び第2室内膨張弁(26a,26b)、室外膨張弁(24)並びにバイパス側膨張弁(54)が駆動制御される。
さらに、前記実施形態2では、2つの圧縮機(21a,21b)と2つの膨張弁(24,26)とを設けて、二段圧縮冷凍サイクルを行うように構成されているが、1つの圧縮機を設け、該圧縮機の圧縮工程の途中にガスインジェクションする構成であってもよい。この場合、制御対象が1つの圧縮機と2つの膨張弁(24,26)との合計3つになるため、制御する物理量も合計3つ(少なくとも冷凍サイクルの高圧を含む)にすることが好ましい。
また、前記実施形態においては、複数の物理量を入力として、各物理量に制御パラメータを掛け合わせたものを互いに加算することで、一の制御対象に対する制御信号を生成しているが、これに限られるものではない。例えば、各冷媒回路の冷凍サイクルの動的モデルに基づいて、複数の物理量を入力として、これに制御パラメータからなる行列を掛け合わせることによって、複数の制御信号を出力として算出するように構成してもよい。このような構成であっても、複数の物理量の入力を互いに関連付けさせて、制御対象の制御信号を生成することができ、複数の制御対象を共に制御することで、複数の物理量を共に制御することができ、各物理量の収束性を向上させることができる。
さらに、前記実施形態においては、膨張機構として膨張弁を採用しているが、これに限られるものではなく、膨張機であってもよい。
さらにまた、前記実施形態1においてのみ、室外ファン(28)を制御対象として制御しているが、それ以外の実施形態においても室外ファン(28)を併用して高圧制御及び能力制御をおこなってもよい。
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、超臨界サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置について有用である。
実施形態1に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。 冷房運転時におけるコントローラの制御ブロック図である。 暖房運転時におけるコントローラの制御ブロック図である。 実施形態2に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。 冷房運転時におけるコントローラの制御ブロック図である。 暖房運転時におけるコントローラの制御ブロック図である。 実施形態3に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。 冷房運転時におけるコントローラの制御ブロック図である。 暖房運転時におけるコントローラの制御ブロック図である。 その他の実施形態に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。 別のその他の実施形態に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。
符号の説明
20 冷媒回路
21 圧縮機(圧縮機構)
21a 第1圧縮機(圧縮機構)
21b 第2圧縮機(圧縮機構)
23 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
24 室外膨張弁(膨張機構、第1膨張機構、熱源側膨張機構)
26 室内膨張弁(膨張機構、第2膨張機構)
26a 第1室内膨張弁(利用側膨張機構)
26b 第2室内膨張弁(利用側膨張機構)
27 室内熱交換器(利用側熱交換器)
27a 第1室内熱交換器(利用側熱交換器)
27b 第2室内熱交換器(利用側熱交換器)
28 室外ファン(熱源側ファン)
40,240,340 コントローラ(制御手段)

Claims (8)

  1. 圧縮機構(21)と熱源側熱交換器(23)と膨張機構(24)と利用側熱交換器(27)とが順に接続されて高圧が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、少なくとも該圧縮機構(21)及び該膨張機構(24)を含む制御対象を制御する制御手段(40)とを備えた冷凍装置であって、
    前記制御手段(40)は、複数の前記制御対象を共に制御することによって、冷凍装置の能力の指標となる所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  2. 請求項1において、
    前記制御手段(40)は、前記所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを入力として、複数の前記制御対象のそれぞれに対する制御信号を該物理量と該高圧とを互いに関連付けて生成して、該制御信号を前記各制御対象に出力することによって前記所定の物理量と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  3. 請求項1又は2において、
    冷媒を空気と熱交換させる前記熱源側熱交換器(23)に空気を供給する熱源側ファン(28)をさらに備え、
    冷房運転時においては、
    前記所定の物理量は、前記利用側熱交換器(27)における冷媒の蒸発温度と前記利用側熱交換器(27)の出口における冷媒の過熱度とであり、
    前記制御対象には、前記熱源側ファン(28)がさらに含まれており、
    前記制御手段(40)は、冷媒の前記蒸発温度及び前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)、膨張機構(24)及び熱源側ファン(28)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度及び冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  4. 請求項1又は2において、
    暖房運転時には、
    前記所定の物理量は、前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度であり、
    前記制御手段(40)は、冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)及び膨張機構(24)を共に制御することによって、冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  5. 請求項1又は2において、
    前記圧縮機構は、低圧の冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機(21a)と、該第1圧縮機(21a)から吐出された冷媒をさらに圧縮して吐出する第2圧縮機(21b)とを有し、
    前記膨張機構は、高圧の冷媒を膨張させる第1膨張機構(24)と、該第1膨張機構(24)によって中間圧となった冷媒をさらに膨張させる第2膨張機構(26)とを有し、
    冷房運転時においては、
    前記所定の物理量は、前記利用側熱交換器(27)における冷媒の蒸発温度と前記利用側熱交換器(27)の出口における冷媒の過熱度と冷凍サイクルの中間圧とであり、
    前記制御手段(240)は、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷凍サイクルの中間圧と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷凍サイクルの中間圧と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  6. 請求項1又は2において、
    前記圧縮機構は、低圧の冷媒を吸入して圧縮する第1圧縮機(21a)と、該第1圧縮機(21a)から吐出された冷媒をさらに圧縮して吐出する第2圧縮機(21b)とを有し、
    前記膨張機構は、高圧の冷媒を膨張させる第1膨張機構(24)と、該第1膨張機構(24)によって中間圧となった冷媒をさらに膨張させる第2膨張機構(26)とを有し、
    暖房運転時においては、
    前記所定の物理量は、前記熱源側熱交換器(23)における冷媒の蒸発温度と前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度と前記利用側熱交換器(27)の出口における冷媒の温度であるガスクーラ出口温度とであり、
    前記制御手段(240)は、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記第1及び第2圧縮機(21a,21b)並びに第1及び第2膨張機構(24,26)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度、冷媒の前記過熱度及び冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  7. 請求項1又は2において、
    前記利用側熱交換器(27a,27b)は、複数設けられていると共に互いに並列に接続されており、
    前記膨張機構は、前記各利用側熱交換器(27a,27b)ごとに対応して設けられた複数の利用側膨張機構(26a,26b)と、該利用側熱交換器(27a,27b)及び該利用側膨張機構(26a,26b)と前記熱源側熱交換器(23)との間に設けられた熱源側膨張機構(24)とを有し、
    冷房運転時においては、
    前記所定の物理量は、前記利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の蒸発温度と前記各利用側熱交換器(27a,27b)の出口における冷媒の過熱度とであり、
    前記制御手段(340)は、冷媒の前記蒸発温度及び該各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)、複数の前記利用側膨張機構(26a,26b)及び前記熱源側膨張機構(24)を共に制御することによって、冷媒の前記蒸発温度及び該各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記過熱度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
  8. 請求項1又は2において、
    前記利用側熱交換器(27a,27b)は、複数設けられていると共に互いに並列に接続されており、
    前記膨張機構は、前記各利用側熱交換器(27a,27b)ごとに対応して設けられた複数の利用側膨張機構(26a,26b)と、該利用側熱交換器(27a,27b)及び該利用側膨張機構(26a,26b)と前記熱源側熱交換器(23)との間に設けられた熱源側膨張機構(24)とを有し、
    暖房運転時においては、
    前記所定の物理量は、前記熱源側熱交換器(23)の出口における冷媒の過熱度と前記各利用側熱交換器(27a,27b)の出口における冷媒の温度であるガスクーラ出口温度とであり、
    前記制御手段(340)は、冷媒の前記過熱度及び前記各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを入力として、前記圧縮機構(21)、複数の前記利用側膨張機構(26a,26b)及び前記熱源側膨張機構(24)を共に制御することによって、冷媒の前記過熱度及び前記各利用側熱交換器(27a,27b)における冷媒の前記ガスクーラ出口温度と冷凍サイクルの高圧とを共に制御することを特徴とする冷凍装置。
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