WO2007094343A1

WO2007094343A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2007094343A1
Application number: PCT/JP2007/052573
Authority: WO
Inventors: Takuya Kotani; Kikuji Hori
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2007-08-23
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Abstract

　セパレート型の空気調和装置において、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差が大きい場合や、複数の室内ユニットを設置する場合において室内ユニット間においても設置位置の高低差が生じる場合であっても、蒸発器として機能する室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度を膨張弁によって良好に制御できるようにする。空気調和装置（１）の運転制御手段は、室内熱交換器（４２）の出口における冷媒の過熱度が一定になるように室内膨張弁（４１）の開度を制御する過熱度制御を行いつつ、室外熱交換器（２３）を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器（４２）を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行うことが可能である。運転制御手段は、室内膨張弁（４１）に下限開度を設定して過熱度制御を行うとともに、室内熱交換器（４２）の出口における冷媒が湿り状態になっていることが検知された際に、下限開度を小さくする。

Description

明細書

空気調和装置

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和装置、特に、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度が一定になるように膨張弁の開度を制御するセパレート型の空気調和装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットと、膨張弁と室内熱交換器とを有する室内ユニットとが接続されることによって構成される冷媒回路を備えた、いわゆる、セパレート型の空気調和装置がある。

このような空気調和装置では、冷房運転や除湿運転のように、室外熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行う際に、室内の温度設定等の条件に応じて室内ユニットの能力を調節するようにしている。そして、室内ユニットの能力は、主として、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交を流れる冷媒の流量を制御することによって調節されており、その室内熱交換器を流れる流量制御の手法として、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交^^の出口における冷媒の過熱度が一定になるように膨張弁の開度を制御（以下、過熱度制御とする)する手法が採用されることがある。

[0003] また、セパレート型の空気調和装置では、室内ユニットと室外ユニットとが異なる高さ位置に設置されることがある。このような室内ユニット及び室外ユニットの設置条件におヽて、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行う際には、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差に応じて、室内ユニットに供給される冷媒の圧力（以下、室内ユニット供給圧力とする）が、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器における冷媒の圧力（以下、凝縮圧力とする)よりも高くなつたり低くなつたりするため、例えば、室内ユニットが室外ユニットよりも上方に設置されて室内ユニット供給圧力が凝縮圧力よりも低くなる場合には、室内ユニットの能力、すなわち、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器を流れる冷媒の流量の不足が生じたり、室内ユニットが室外ユニットよりも下方に設置されて室内ユニット供給圧力が凝縮圧力よりも高くなる場合には、室内ユニットの能力不足が生じない代わりに、不必要に室内ユニット供給圧力が高ぐ COPの低下が生じることがある。

[0004] これに対して、特許文献 1に示されるように、セパレート型の空気調和装置において、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差に応じて、凝縮圧力の目標値を設定することで、最適な室内ユニット供給圧力で室内ユニットに冷媒を供給できるようにするという手法がある。

特許文献 1：特開 2002— 349974号公報

発明の開示

[0005] しかし、凝縮圧力は、室外熱交換器の熱源として使用される室外空気や水等の条件による依存性が大きいため、上述の特許文献 1における手法を採用する場合において、いかなる場合においても、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差に応じて、凝縮圧力の目標値を設定して達成することができるというわけではない。例えば、室内ユニットよりも室外ユニットが下方に設置され、その高低差が非常に大きいような場合には、凝縮圧力の目標値を低く設定されることになるが、熱源としての室外空気や水等の温度が高い場合等のように、熱源の条件によっては、この目標値まで凝縮圧力を低くすることができず、結果的に、最適な室内ユニット供給圧力よりも高い圧力でしか室内ユニットに冷媒を供給できない状態が生じることになる。

また、室外ユニットに複数の室内ユニットを接続する場合には、室内ユニット間においても設置位置の高低差が生じることがある。このような場合において、上述の手法を採用すると、複数の室内ユニットのうちで最も高い位置に設置される室内ユニットへの冷媒の供給を確保できる凝縮圧力の目標値に設定されることになるが、最も高い位置に設置される室内ユニットとこれよりも低い位置に設置される室内ユニットとの設置位置の高低差が考慮されることはなぐ結果的に、最も高い位置に設置される室内ユニットよりも低い位置に設置される室内ユニットには、最も高い位置に設置される室内ユニットとの高低差に応じて、最も高い位置に設置される室内ユニットへ供給される冷媒の圧力よりも高圧の冷媒が供給されることになる。

[0006] そして、上述のように、室内ユニットの能力調節の手法として膨張弁による過熱度制御が採用される場合において、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差や熱源の条件によって、凝縮圧力が高くなり、これにより、室内ユニット供給圧力が高くなる場合には、膨張弁の前後の差圧が大きくなると、膨張弁の開度が非常に小さい状態で過熱度制御が行われることになる。また、室内ユニットの能力調節の手法として膨張弁による過熱度制御が採用される場合において、上述のように、室内ユニット間における設置位置の高低差によって、複数の室内ユニットのうちで最も高い位置に設置される室内ユニットよりも低い位置に設置される室内ユニットに供給される冷媒の圧力が高くなる場合にも、膨張弁の前後の差圧が大きくなるため、低い位置に設置される室内ユニットの膨張弁の開度が非常に小さい状態で過熱度制御が行われることになる。また、複数の室内ユニットのうちで最も高い位置に設置される室内ユニットの膨張弁が比較的小さ!、開度で制御される場合には、膨張弁の前後の差圧がそれほど大きくなくても、最も高い位置に設置される室内ユニットの膨張弁の開度との関係により、低い位置に設置される室内ユニットの膨張弁の開度が非常に小さい状態で過熱度制御が行われることになる。このように膨張弁の開度が非常に小さい状態で過熱度制御が行われる場合には、膨張弁が全閉状態になることもあり得る。しかし、膨張弁が全閉状態になると、室内熱交換器を冷媒が流れなくなるため、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交^^の出口における過熱度が正確に検知できなくなり、見かけ上、過熱度が一定であると誤検知されたり、過熱度がその目標値よりも小さいと誤検知されて、結果的に、膨張弁が全閉状態のままで制御不能になる場合が生じてしまい、蒸発器として機能する室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度を良好に制御することができなくなってしまう。

[0007] 本発明の課題は、蒸発器として機能する室内熱交換器の出口過熱度を膨張弁によつて制御するセパレート型の空気調和装置において、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差が大きい場合や、複数の室内ユニットを設置する場合において室内ユニット間においても設置位置の高低差が生じる場合であっても、蒸発器として機能する室内熱交^^の出口における冷媒の過熱度を良好に制御できるようにすることにある。

[0008] 第 1の発明にかかる空気調和装置は、冷媒回路と運転制御手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニットと、膨張弁と室内熱交換器とを有する室内ユニットとが接続されることによって構成されて、る。運転制御手段は、室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度が一定になるように膨張弁の開度を制御する過熱度制御を行いつつ、室外熱交を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行うことが可能である。そして、運転制御手段は、膨張弁に下限開度を設定して過熱度制御を行うとともに、室内熱交^^の出口における冷媒が湿り状態になっていることが検知された際に、下限開度を小さくする。

この空気調和装置では、過熱度制御を行う際に膨張弁に下限開度を設定することで、室外ユニットと室内ユニットとの設置位置の高低差が大きい場合や、複数の室内ユニットを設置する場合において室内ユニット間に設置位置の高低差が生じる場合のように、膨張弁の前後の差圧が大きくなるような場合であっても、また、複数の室内ユニットを室内ユニット間に設置位置の高低差が生じるように設置する場合において、膨張弁の前後の差圧はそれほど大きくないが、複数の室内ユニットのうちで最も高い位置に設置される室内ユニットの膨張弁が比較的小さい開度で制御される場合のように、低い位置に設置される室内ユニットの膨張弁の開度が非常に小さい状態になる場合であっても、膨張弁が全閉状態になることを防ぐことができる。しかも、室内熱交^^の出口における冷媒が湿り状態になっていることが検知された際に下限開度を小さくすることで、膨張弁が全閉状態になるのを防ぎつつ、さらに開度が小さい範囲まで膨張弁を可動させることができるようになるため、膨張弁の前後の差圧が大きすぎる場合や、また、高い位置に設置される室内ユニットの膨張弁の開度との関係において低い位置に設置される室内ユニットの膨張弁の開度を小さくしたい場合でも、例えば、最初に設定された下限開度では、室内ユニットにおいて必要な能力に対して過剰な量の冷媒が室内熱交換器を流れてしまい、蒸発器として機能する室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度を一定にすることが難しい場合であっても、蒸発器として機能する室内熱交^^の出口における冷媒の過熱度を良好に制御することができる。ここで、下限開度とは、例えば、膨張弁の開度を、全閉状態を 0%と表現し全開状態を 100%と表現した場合において、 0%よりも大きな開度であって、膨張弁が可動できる開度範囲をこの開度以上に制限するものをいう。

[0010] 第 2の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、運転制御手段は、圧縮機の吸入側における冷媒の過熱度に基づいて、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する。

この空気調和装置では、圧縮機の吸入側における冷媒の過熱度に基づいて、室内熱交^^の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知しているため、圧縮機の湿り圧縮に対する保護を兼ねることができる。

[0011] 第 3の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、運転制御手段は、圧縮機の吐出側における冷媒の過熱度に基づいて、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する。

この空気調和装置では、圧縮機の吐出側における冷媒の過熱度に基づいて、室内熱交^^の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知しているため、圧縮機の湿り圧縮に対する保護を兼ねることができる。

[0012] 第 4の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、運転制御手段は、室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度に基づいて、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する。

この空気調和装置では、室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度に基づいて、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知しているため、複数の室内ユニットが設置される場合には、室内熱交^^の出口における冷媒が湿り状態が状態になっている室内ユニットを特定したり、さらに、室内熱交の出口における冷媒が湿り状態が状態になっていることが検知された室内ユニットの膨張弁のみについて下限開度を小さくすることができる。

[0013] 第 5の発明にかかる空気調和装置は、第 1の発明にかかる空気調和装置において、運転制御手段は、膨張弁の開度に基づいて、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する。

[0014] この空気調和装置では、運転制御手段は、膨張弁の開度に基づいて、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知しているため、複数の室内ユニットが設置される場合には、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態が状態になっている室内ユニットを特定したり、さらに、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態が状態になっていることが検知された室内ユニットの膨張弁のみにつ、て下限開度を小さくすることができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の第 1実施形態に力かる空気調和装置の概略構成図である。

[図 2]本発明の第 1実施形態に力かる空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 3]本発明の第 1及び第 2実施形態にかかる過熱度制御の内容を示すフローチヤートである。

[図 4]本発明の第 1及び第 2実施形態の変形例 1にかかる過熱度制御の内容を示すフローチャートである。

[図 5]本発明の第 2実施形態に力かる空気調和装置の概略構成図である。

[図 6]本発明の第 2実施形態に力かる空気調和装置の制御ブロック図である。

[図 7]本発明の第 2実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の概略構成図である

[図 8]本発明の第 2実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の概略構成図である

[図 9]本発明の第 2実施形態の変形例 1にかかる空気調和装置の概略構成図である発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。

<第 1実施形態 >

(1)空気調和装置の構成

図 1は、本発明の第 1実施形態にかかる空気調和装置 1の概略構成図である。空気調和装置 1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷房に使用される装置である。空気調和装置 1は、主として、 1台の室外ユニット 2 と、 1台の室内ユニット 4と、室外ユニット 2と室内ユニット 4とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置 1の蒸気圧縮式の冷媒回路 10は、室外ユニット 2と、室内ュニット 4と、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とが接続されることによって構成されている。本実施形態において、室外ユニット 2はビルの屋上等に設置されており、室内ユニット 4は室外ユニット 2よりも下方の室内に設置されている（ここで、室外ュニット 2と室内ユニット 4との高低差を高低差 Hとする)。

[0017] (室内ユニット）

室内ユニット 4は、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を介して室外ユニット 2に接続されており、冷媒回路 10の一部を構成している。

次に、室内ユニット 4の構成について説明する。室内ユニット 4は、主として、冷媒回路 10の一部を構成する室内側冷媒回路 10bを有している。この室内側冷媒回路 10 bは、主として、室内膨張弁 41と、室内熱交換器 42とを有している。

本実施形態において、室内膨張弁 41は、室内側冷媒回路 10b内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器 42の液側に接続された電動膨張弁である。

本実施形態において、室内熱交は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器であり、冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する熱交換器である。

[0018] 本実施形態において、室内ユニット 4は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交 42において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風ファンとしての室内ファン 43を有している。室内ファン 43は、モータ 43aによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。

また、室内ユニット 4には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器 42の液側には、室内熱交換器 42の入口における冷媒温度 Tiを検出する液側温度センサ 4 4が設けられている。室内熱交換器 42のガス側には、室内熱交換器 42の出口における冷媒温度 Toを検出するガス側温度センサ 45が設けられて、る。本実施形態において、液側温度センサ 44及びガス側温度センサ 45は、サーミスタからなる。また、室内ユニット 4は、室内ユニット 4を構成する各部の動作を制御する室内側制御部 47 を有している。そして、室内側制御部 47は、室内ユニット 4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット 4を操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット 2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになって、る。

[0019] (室外ユニット）

室外ユニット 2は、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を介して室内ユニット 4に接続されており、室内ユニット 4の間で冷媒回路 10を構成している。

次に、室外ユニット 2の構成について説明する。室外ユニット 2は、主として、冷媒回路 10の一部を構成する室外側冷媒回路 10aを有している。この室外側冷媒回路 10 aは、主として、圧縮機 21と、室外熱交翻 23と、液側閉鎖弁 26と、ガス側閉鎖弁 2 7とを有している。

圧縮機 21は、本実施形態において、モータ 21aによって駆動される密閉式圧縮機である。本実施形態において、圧縮機 21は、 1台のみであるが、これに限定されず、室内ユニットの接続台数等に応じて、 2台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。

[0020] 本実施形態において、室外熱交は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器であり、冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。室外熱交換器 23は、そのガス側が圧縮機 21の吐出側に接続され、その液側が液側閉鎖弁 26に接続されて、る。

本実施形態において、室外ユニット 2は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交 23において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風ファンとしての室外ファン 28を有している。この室外ファン 28は、モータ 28aによって駆動されるプロペラファン等である。

液側閉鎖弁 26及びガス側閉鎖弁 27は、外部の機器 ·配管 (具体的には、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁 26は、室外熱交翻23に接続されている。ガス側閉鎖弁 27は、圧縮機 21の吸入側に接続されている。

[0021] また、室外ユニット 2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ュ- ット 2には、圧縮機 21の吸入圧力 Psを検出する吸入圧力センサ 29と、圧縮機 21の吐出圧力 Pdを検出する吐出圧力センサ 30と、圧縮機 21の吸入温度 Tsを検出する吸入温度センサ 31と、圧縮機 21の吐出温度 Tdを検出する吐出温度センサ 32とが設けられている。吸入温度センサ 31は、本実施形態において、吸入温度センサ 31 及び吐出温度センサ 32は、サーミスタからなる。また、室外ユニット 2は、室外ユニット 2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部 37を有している。そして、室外側制御部 37は、室外ユニット 2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータゃメモリ等を有しており、室内ユニット 4の室内側制御部 47との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつている。すなわち、室内側制御部 47と室外側制御部 37 とによって、空気調和装置 1の運転制御を行う運転制御手段としての制御部 8が構成されている。

[0022] 制御部 8は、図 2に示されるように、各種センサ 29〜32、 44、 45の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁 21、 28、 41、 43を制御することができるように接続されている。ここで、図 2は、本実施形態に力かる空気調和装置 1の制御ブロック図である。

(冷媒連絡配管）

冷媒連絡配管 6、 7は、空気調和装置 1をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。

以上のように、室内側冷媒回路 10bと、室外側冷媒回路 10aと、冷媒連絡配管 6、 7 とが接続されて、空気調和装置 1の冷媒回路 10が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置 1は、室内側制御部 47と室外側制御部 37とから構成される制御部 8によって、冷房運転や除湿運転のような、室外熱交換器 23を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器 42を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行いつつ、室内の温度設定等の条件に応じて、室外ユニット 2及び室内ュニット 4の各機器の制御を行うようになって、る。

[0023] (2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 1の動作について説明する。

(冷房運転'除湿運転）

まず、液側閉鎖弁 26及びガス側閉鎖弁 27を全開状態として、リモコン等カゝら冷房運転や除湿運転の運転指令がされると、圧縮機 21のモータ 21a、室外ファン 28のモータ 28a、室内ファン 43のモータ 43aが起動する。すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機 21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、室外熱交に送られて、室外ファン 28によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、液側閉鎖弁 26 及び液冷媒連絡配管 6を経由して、室内ユニット 4に送られる。この室内ユニット 4に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁 41によって圧縮機 21の吸入圧力 Ps近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となった後に、室内熱交換器 42に送られ、室内熱交において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管 7を経由して室外ユニット 2に送られ、ガス側閉鎖弁 27を経由して、再び、圧縮機 21に吸入される。

(過熱度制御）

上述のような室外熱交を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器 42を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転にぉヽて、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器 42の出口（すなわち、室内熱交換器 42のガス側）における冷媒の過熱度 SHrが過熱度目標値 SHrsで一定になるように室内膨張弁 41の開度 MVを制御する過熱度制御が行われている。次に、この室内膨張弁 41による過熱度制御について、図 3を用いて説明する。ここで、図 3は、本実施形態の過熱度制御の内容を示すフローチャートである。

まず、ステップ S1において、リモコンからの運転指令等により空気調和装置 1の運転が開始されたものと判定されると、ステップ S2において、室内膨張弁 41による過熱度制御を行う際の室内膨張弁 41の下限開度が初期値 MVOに設定される。ここで、室内膨張弁 41の下限開度を設定するのは、室外ユニット 2と室内ユニット 4との設置位置の高低差 Hが非常に大きい場合や、室外ユニット 2と室内ユニット 4との設置位置の高低差 Hはそれほど大きくないが室外熱交換器 23の熱源の条件によって凝縮圧力が比較的高くなる場合のように、室内膨張弁 41の前後の差圧が大きくなるような場合であっても、過熱度制御の際に、室内膨張弁 41が全閉状態になることを防ぐためである。尚、下限開度とは、例えば、室内膨張弁 41の開度を、全閉状態を 0%と表現し全開状態を 100%と表現した場合において、 0%よりも大きな開度であって、室内膨張弁 41が可動できる開度範囲をこの開度以上に制限するものをいう。

[0025] 次に、ステップ S3において、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHr 力予め設定された過熱度目標値 SHrsで一定になるように、室内膨張弁 41の開度 MVを制御する過熱度制御が開始される。ここで、室内膨張弁 41は、その下限開度が初期値 MVOに制限される状態になっているため、室内膨張弁 41の開度 MVは、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrが過熱度目標値 SHrsで一定になるように、 MV0から全開までの間で可変されることになる。尚、室内熱交^^ 42 の出口における冷媒の過熱度 SHrは、ガス側温度センサ 45により検出される冷媒温度 To力液側温度センサ 44により検出される冷媒温度 Tiを差し引くことによって得られる。また、本実施形態では採用していないが、室内熱交換器 42内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度を、ガス側温度センサ 45により検出される冷媒温度 To力も差し引くことによって、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrを得るようにしてもよい。

[0026] 次に、ステップ S4において、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを判定する。本実施形態では、室内熱交の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて行う。すなわち、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内熱交換器 42の下流側に位置する圧縮機 21の吸入側における冷媒も湿り状態に近い状態になっているため、この現象を利用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うものである。より具体的には、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiが所定値よりも小さい場合 (例えば、過熱度 SHiが Odeg以下になる等の場合）には、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定する。尚、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定において使用される圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 S Hiは、吸入圧力センサ 29により検出される吸入圧力 Psを冷媒の飽和温度に換算し、この飽和温度を、吸入温度センサ 31により検出される吸入温度 Ts力も差し引くことによって得られる。 [0027] そして、ステップ S4において、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態ではないと判定されると、室内膨張弁 41の下限開度を初期値 MVOに設定していても、過熱度 SHrを過熱度目標値 SHrsで一定にすることが可能な高低差 Hの条件にあると判断できるため、ステップ S6、 S7において、リモコンからの運転終了指令等により空気調和装置 1の運転が終了されるまで、室内膨張弁 41の下限開度が初期値 MV 0に設定された状態において、室内膨張弁 41による過熱度制御が行われることになる。

一方、ステップ S4において、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定されると、ステップ S5において、室内膨張弁 41の下限開度が初期値 MVO 力も初期値 MVOよりも小さい MV1に設定変更される。ここで、室内膨張弁 41の下限開度を小さくするのは、室内膨張弁 41の前後の差圧が大きすぎて、下限開度を初期値 MVOにしたままでは、室内ユニット 4にお、て必要な能力に対して過剰な量の冷媒が室内熱交換器 42を流れてしま、、過熱度 SHrを目標過熱度 SHrsで一定にすることが難しい状態 (すなわち、過熱度 SHrが目標過熱度 SHrsよりも小さくなる状態) が生じている力もである。このように、ステップ S5において、室内膨張弁 41の下限開度を小さくすることによって、室内膨張弁 41が全閉状態になるのを防ぎつつ、さらに開度 MVが小さい範囲まで室内膨張弁 41を可動させることができるようになり、過熱度 SHrを過熱度目標値 SHrsで一定にすることが可能になるため、ステップ S6、 S7 において、リモコンからの運転終了指令等により空気調和装置 1の運転が終了されるまで、室内膨張弁 41の下限開度が初期値 MVOよりも小さい MV1に設定された状態にお、て、室内膨張弁 41による過熱度制御が行われることになる。

[0028] 尚、ステップ S5において、下限開度を初期値 MVO力も MV1に変更した際に、この MV 1を初期値 MVOとして置き換える等により、高低差 Hの条件に適した室内膨張弁 41の下限開度を記憶させるようにしてもよい。これにより、空気調和装置 1を再運転する際には、ステップ S 2において、高低差 Hの条件に適した室内膨張弁 41の下限開度が最初力設定されることになる。

以上の過熱度制御を含む空気調和装置 1の運転制御は、運転制御手段としての制御部 8によって行われる。 (3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 1には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 1では、過熱度制御を行う際に室内膨張弁 41に下限開度を設定 (本実施形態では、初期値 MVOに設定)することで、室外ユニット 2と室内ユニット 4との設置位置の高低差 Hが非常に大きい場合や、室外ユニット 2と室内ユニット 4との設置位置の高低差 Hはそれほど大きくないが室外熱交換器 23の熱源の条件によって凝縮圧力が比較的高くなる場合のように、室内膨張弁 41の前後の差圧が大きくなるような場合であっても、室内膨張弁 41が全閉状態になることを防ぐことができる。し力も、室内熱交^^ 42の出口における冷媒が湿り状態になっていることが検知された際に下限開度を小さく（本実施形態では、初期値 MVOカゝら MV1に設定変更)することで、室内膨張弁 41が全閉状態になるのを防ぎつつ、さらに開度 MV 力 S小さい範囲まで室内膨張弁 41を可動させることができるようになるため、室内膨張弁 41の前後の差圧が大きすぎて、例えば、最初に設定された下限開度 (本実施形態では、初期値 MVO)では、室内ユニット 4において必要な能力に対して過剰な量の冷媒が室内熱交換器 42を流れてしまい、蒸発器として機能する室内熱交換器 42 の出口における冷媒の過熱度 SHrを一定にすることが難しい場合であっても、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrを良好に制御することができるようになっている。また、室外ユニット 2と室内ユニット 4との設置位置の高低差 Hが小さい場合等には、下限開度が大きな値 (本実施形態では、初期値 MVO)のままで維持されて、室内膨張弁 41の開度 MVの可動範囲が、適切かつ比較的狭い範囲 (本実施形態では、下限開度 MVOから全開状態の範囲）に限定されることになるため、結果的に、室内膨張弁 41による過熱度制御の制御性の向上に寄与していることになる。

(B)

本実施形態の空気調和装置 1では、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 S Hiに基づいて (本実施形態では、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiが所定値よりも小さいかどうかに基づいて）、室内熱交翻42の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知しているため、圧縮機 21の湿り圧縮に対する保護を兼ねることができるようになって、る。

(4)変形例 1

上述の本実施形態においては、過熱度制御のステップ S4 (図 3参照）において、室内熱交の出口における冷媒が湿り状態であると判定された場合に、室内膨張弁 41の下限開度を初期値 MVO力も MVOよりも小さい MV1に 1回だけ設定変更するようにしている力図 4に示されるように、ステップ S4において、室内熱交^^ 42 の出口における冷媒が湿り状態であると判定されなくなるまで、ステップ S5において、室内膨張弁 41の下限開度を初期値 MVO力も段階的に小さくなるように (例えば、 MV0→MV1→MV2→ · · ·のように）設定変更を行うようにしてもょ、。

これにより、 1回の設定変更によって大幅に下限開度を小さくする場合に比べて、各回の設定変更によって変更される下限開度の変更幅を小さくすることができるため、下限開度の設定変更による過熱度制御の乱れ等が生じに《なる。

(5)変形例 2

上述の本実施形態及び変形例 1にお!、ては、過熱度制御のステップ S4 (図 3又は図 4参照）において、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知しているが、過熱度 SHiに代えて、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SHoに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知するようにしてもよい。すなわち、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内熱交換器 42の下流側に位置する圧縮機 21の湿り圧縮が生じて圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SHoが小さい状態になるため、この現象を利用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うものである。より具体的には、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SHoが所定値よりも小さい場合 (例えば、過熱度 SHoが Odeg以下になる等の場合）には、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定する。尚、室内熱交翻42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定において使用される圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SHoは、吐出圧力センサ 30により検出される吐出圧力 Pd を冷媒の飽和温度に換算し、この飽和温度を、吐出温度センサ 32により検出される吐出温度 Td力差し引くことによって得られる。

[0031] これにより、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知する場合と同様に、室内熱交^^ 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知することができるとともに、圧縮機 21の湿り圧縮に対する保護を兼ねることができる。

また、過熱度 SHi及び過熱度 SHoを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うようにしてもよい。例えば、圧縮機 21の保護を重視する場合には、過熱度 SHi及び過熱度 SHoのヽずれか一方が所定値以下になつた際に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよいし、室内膨張弁 41の過熱度制御の制御性を重視する場合には、過熱度 SHi及び過熱度 SHoの両方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。

[0032] (6)変形例 3

上述の本実施形態及び変形例 1にお!、ては、過熱度制御のステップ S4 (図 3又は図 4参照）において、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知しているが、過熱度 SHiに代えて、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知するようにしてもよい。すなわち、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrが小さい状態になるため、この現象を利用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うものである。より具体的には、室内熱交翻42の出口における冷媒の過熱度 SHrが所定値よりも小さい場合 (例えば、過熱度 SHrが Odeg以下になる等の場合）には、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定する。

[0033] これにより、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知する場合と同様に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知することができる。また、過熱度 SHi及び過熱度 SHrを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うようにしてもよい。例えば、圧縮機 21の保護を重視する場合には、過熱度 SHi及び過熱度 SHrのヽずれか一方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよいし、室内膨張弁 41の過熱度制御の制御性を重視する場合には、過熱度 SHi及び過熱度 SHrの両方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもょ、。

[0034] また、上述の変形例 2においては、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SH oに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力これに、過熱度 SHrを併用したり、過熱度 SHi及び過熱度 SHrを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。

(7)変形例 4

上述の本実施形態及び変形例 1にお!、ては、過熱度制御のステップ S4 (図 3又は図 4参照）において、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知しているが、過熱度 SHiに代えて、室内膨張弁 41の開度 MVに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知するようにしてもよい。すなわち、室内熱交^^ 42の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内膨張弁 41の開度 MVが下限開度で一定の状態になるため、この現象を利用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うものである。より具体的には、室内膨張弁 41の開度 MVが所定開度以下になっている場合 (例えば、開度 MVが下限開度になって所定時間経過する等の場合）には、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定する。

[0035] これにより、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知する場合と同様に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知することができる。また、過熱度 SHi及び開度 MVを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うようにしてもよい。例えば、圧縮機 21の保護を重視する場合には、過熱度 SHi及び開度 MVのいずれか一方が所定値以下になつた際に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよいし、室内膨張弁 41の過熱度制御の制御性を重視する場合には、過熱度 SH i及び開度 MVの両方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。

[0036] また、上述の変形例 2においては、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SH oに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力これに、開度 MVを併用したり、過熱度 SHi及び開度 MVを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。また、上述の変形例 3においては、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力これに、開度 MVを併用したり、過熱度 SHi及び開度 MVを併用したり、過熱度 SHo及び開度 MVを併用したり、過熱度 SHi及び過熱度 SHo及び開度 MVを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。

[0037] <第 2実施形態 >

図 5は、本発明の第 2実施形態にかかる空気調和装置 101の概略構成図である。空気調和装置 101は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷房に使用される装置である。空気調和装置 101は、主として、 1台の室外ュニット 2と、 2台の室内ユニット 4、 5と、室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5とを接続する冷媒連絡配管としての液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置 101の蒸気圧縮式の冷媒回路 110は、室外ユニット 2と、室内ユニット 4、 5と、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7とが接続されることによって構成されている。本実施形態において、室外ユニット 2はビルの屋上等に設置されており、室内ユニット 4、 5は室外ユニット 2よりも下方の室内に設置されている。また、室内ユニット 4と室内ユニット 5とは、同じ高さ位置に設置されている (ここで、室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5との高低差を高低差 Hとする)。

[0038] (室内ユニット）室内ユニット 4、 5は、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を介して室外ュ- ット 2に接続されており、冷媒回路 110の一部を構成している。

次に、室内ユニット 4の構成について説明する。室内ユニット 4は、主として、冷媒回路 110の一部を構成する室内側冷媒回路 110bを有している。この室内側冷媒回路 110bは、主として、室内膨張弁 41と、室内熱交^^ 42とを有している。尚、室内ュニット 4の構成は、第 1実施形態の室内ユニット 4の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

次に、室内ユニット 5の構成について説明する。室内ユニット 5は、主として、冷媒回路 110の一部を構成する室内側冷媒回路 110cを有している。この室内側冷媒回路 110cは、主として、室内膨張弁 51と、室内熱交^^ 52とを有している。尚、室内ュニット 5の構成は、室内ユニット 4の構成と同様であるため、室内ユニット 4の各部を示す 40番台の符号の代わりに 50番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

[0039] (室外ユニット）

室外ユニット 2は、液冷媒連絡配管 6及びガス冷媒連絡配管 7を介して室内ユニット 4、 5に接続されており、室内ユニット 4、 5の間で冷媒回路 110を構成している。次に、室外ユニット 2の構成について説明する。室外ユニット 2は、主として、冷媒回路 110の一部を構成する室外側冷媒回路 10aを有している。この室外側冷媒回路 1 0aは、主として、圧縮機 21と、室外熱交翻 23と、液側閉鎖弁 26と、ガス側閉鎖弁 27とを有している。尚、室外ユニット 2の構成は、第 1実施形態の室外ユニット 2の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

尚、本実施形態の空気調和装置 101においては、室外ユニット 2の制御を行うための室外側制御部 37が、室内ユニット 4の制御を行うための室内側制御部 47、 57との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっており、空気調和装置 1の運転制御を行う運転制御手段としての制御部 108を構成している。

[0040] 帘 U御咅 108ίま、図 6【こ示されるよう【こ、各種センサ 29〜32、 44、 45、 54、 55の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁 21、 28、 41、 43、 51、 53を制御することができるように接続されている。ここで、図 6は、本実施形態に力かる空気調和装置 101の制御ブロック図である。

(冷媒連絡配管）

冷媒連絡配管 6、 7は、空気調和装置 101をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。

以上のように、室内側冷媒回路 10b、 10cと、室外側冷媒回路 10aと、冷媒連絡配管 6、 7とが接続されて、空気調和装置 101の冷媒回路 110が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置 101は、室内側制御部 47、 57と室外側制御部 37とカゝら構成される制御部 108によって、冷房運転や除湿運転のような、室外熱交 2 3を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器 42、 52を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行いつつ、室内の温度設定等の条件に応じて、室外ユニット 2及び室内ユニット 4、 5の各機器の制御を行うようになっている。

(2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 101の動作について説明する。

(冷房運転'除湿運転）

冷房運転や除湿運転における空気調和装置 101の動作については、室内ユニット 4の他に室内ユニット 5が存在するため、室内ユニット 4及び室内ユニット 5の両方が運転する場合や、室内ユニット 4及び室内ユニット 5の、ずれか一方のみが運転する場合が存在する点を除いては、基本的な動作については、第 1実施形態と同様であるため、ここでは、説明を省略する。

(過熱度制御）

室外熱交 23を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交 42、 52を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転にぉヽて、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器 42、 52の出口（すなわち、室内熱交換器 42、 52のガス側）における冷媒の過熱度 SHrが過熱度目標値 SHrsで一定になるように室内膨張弁 41、 51の開度 MVを制御する過熱度制御が行われている。次に、この室内膨張弁 41、 5 1による過熱度制御について、第 1実施形態における過熱度制御と同様、図 3を用いて説明する。ここで、図 3は、本実施形態の過熱度制御の内容を示すフローチャートである。尚、以下の説明では、室内ユニット 4及び室内ユニット 5の両方を運転する場合について説明し、室内ユニット 4及び室内ユニット 5のいずれか一方のみを運転する場合については、基本的に制御対象となる室内膨張弁が 1つになるだけであるため、特記する場合を除いては、説明を省略する。

[0042] まず、ステップ S1において、リモコンからの運転指令等により空気調和装置 101の運転が開始されたものと判定されると、ステップ S2において、室内膨張弁 41、 51による過熱度制御を行う際の各室内膨張弁 41、 51の下限開度が初期値 MVOに設定される。ここで、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を設定するのは、室外ユット 2と室内ユニット 4、 5との設置位置の高低差 Hが非常に大きい場合や、室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5との設置位置の高低差 Hはそれほど大きくないが室外熱交換器 23の熱源の条件によって凝縮圧力が比較的高くなる場合のように、各室内膨張弁 41、 51 の前後の差圧が大きくなるような場合であっても、過熱度制御の際に、各室内膨張弁 41、 51が全閉状態になることを防ぐためである。尚、下限開度とは、例えば、室内膨張弁 41、 51の開度を、全閉状態を 0%と表現し全開状態を 100%と表現した場合において、 0%よりも大きな開度であって、室内膨張弁 41、 51が可動できる開度範囲をこの開度以上に制限するものをいう。

[0043] 次に、ステップ S3において、各室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒の過熱度 SHrが、予め設定された過熱度目標値 SHrsで一定になるように、各室内膨張弁 4 1、 51の開度 MVを制御する過熱度制御が開始される。ここで、各室内膨張弁 41、 5 1は、その下限開度が初期値 MVOに制限される状態になっているため、各室内膨張弁 41、 51の開度 MVは、各室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒の過熱度 SH rが過熱度目標値 SHrsで一定になるように、 MVOから全開までの間で可変されることになる。尚、各室内熱交^^ 42、 52の出口における冷媒の過熱度 SHrは、各ガス側温度センサ 45、 55により検出される冷媒温度 To力も各液側温度センサ 44、 54により検出される冷媒温度 Tiを差し引くことによって得られる。また、本実施形態では採用していないが、各室内熱交換器 42、 52内を流れる冷媒の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度を、各ガス側温度センサ 45 、 55により検出される冷媒温度 To力も差し引くことによって、各室内熱交 42、 5 2の出口における冷媒の過熱度 SHrを得るようにしてもよい。 [0044] 次に、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを判定する。本実施形態では、室内熱交 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて行う。すなわち、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内熱交換器 42、 52の下流側に位置する圧縮機 21の吸入側における冷媒も湿り状態に近い状態になっているため、この現象を利用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うものである。より具体的には、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiが所定値よりも小さい場合 (例えば、過熱度 SHiが Odeg以下になる等の場合）には、室内熱交 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定する。尚、室内熱交換器 42、 52 の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定において使用される圧縮機 21 の吸入側における冷媒の過熱度 SHiは、吸入圧力センサ 29により検出される吸入圧力 Psを冷媒の飽和温度に換算し、この飽和温度を、吸入温度センサ 31により検出される吸入温度 Tsから差し引くことによって得られる。尚、本実施形態では、室内ュ- ット 4と室内ユニット 5とが同じ高さ位置に設置されているため、室内熱交^^ 42の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内熱交換器 52の出口における冷媒も湿り状態である場合が多いものと推定される。

[0045] そして、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態ではないと判定されると、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を初期値 MVOに設定していても、過熱度 SHrを過熱度目標値 SHrsで一定にすることが可能な高低差 H の条件にあると判断できるため、ステップ S6、 S7において、リモコン力の運転終了指令等により空気調和装置 101の運転が終了されるまで、各室内膨張弁 41、 51の下限開度が初期値 MVOに設定された状態において、各室内膨張弁 41、 51による過熱度制御が行われることになる。

一方、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定されると、ステップ S5において、各室内膨張弁 41、 51の下限開度が初期値 MVOから初期値 MVOよりも小さい MV1に設定変更される。ここで、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を小さくするのは、各室内膨張弁 41、 51の前後の差圧が大きすぎて、下限開度を初期値 MVOにしたままでは、各室内ユニット 4、 5において必要な能力に対して過剰な量の冷媒が各室内熱交換器 42、 52を流れてしまい、過熱度 SHrを目標過熱度 SHrsで一定にすることが難、状態 (すなわち、過熱度 SHrが目標過熱度 SHrsよりも小さくなる状態）が生じているからである。このように、ステップ S5において、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を小さくすることによって、各室内膨張弁 41、 51が全閉状態になるのを防ぎつつ、さらに開度 MV力 S小さい範囲まで各室内膨張弁 41、 51を可動させることができるようになり、過熱度 SHrを過熱度目標値 S Hrsで一定にすることが可能になるため、ステップ S6、 S7において、リモコンからの運転終了指令等により空気調和装置 101の運転が終了されるまで、各室内膨張弁 4 1、 51の下限開度が初期値 MVOよりも小さい MV1に設定された状態において、各室内膨張弁 41、 51による過熱度制御が行われることになる。

尚、ステップ S5において、下限開度を初期値 MVOから MV1に変更した際に、この MV 1を初期値 MVOとして置き換える等により、高低差 Hの条件に適した各室内膨張弁 41、 51の下限開度を記憶させるようにしてもよい。これにより、空気調和装置 10 1を再運転する際には、ステップ S2において、高低差 Hの条件に適した各室内膨張弁 41、 51の下限開度が最初力も設定されることになる。

以上の過熱度制御を含む空気調和装置 101の運転制御は、運転制御手段としての制御部 108によって行われる。

(3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 101では、第 1実施形態の空気調和装置 1と異なり、複数台（ここでは、 2台）の室内ユニット 4、 5が室外ユニット 2に接続された、いわゆるマルチ型の空気調和装置である力室内ユニット 4、 5の両方が同じ高さ位置に設置されているため、室内膨張弁による過熱度制御という観点においては、第 1実施形態の空気調和装置 1と同様に、室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5との設置位置の高低差 Hが大きいこと等に起因した問題が生じることになる。このため、本実施形態の空気調和装置 101においても、第 1実施形態の空気調和装置 1と同様に、室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5との設置位置の高低差 Hが大きい場合等においても、冷媒の蒸発器として機能する各室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒の過熱度 SHrを良好に制御することができる。

[0047] (4)変形例 1

上述の本実施形態においては、室内ユニット 4と室内ユニット 5とが同じ高さ位置に設置されており、室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5との設置位置の高低差 Hが大きいこと等に起因して、過熱度制御という観点において問題が生じている力これとは異なり、複数の室内ユニット間（ここでは、室内ユニット 4、 5間）における設置位置に高低差 Hが生じる場合であっても、上方に設置される室内ユニットの室内膨張弁 (ここでは、室内ユニット 4の室内膨張弁 41)に比べて、下方に設置される室内ユニットの室内膨張弁 (ここでは、室内ユニット 5の室内膨張弁 51)の前後の差圧が大きくなる場合や、また、室内膨張弁 (ここでは、室内ユニット 4、 5の室内膨張弁 41、 51)の前後の差圧はそれほど大きくないが、複数の室内ユニット（ここでは、室内ユニット 4、 5)のうちで最も高い位置に設置される室内ユニット（ここでは、室内ユニット 4)の室内膨張弁 (ここでは、室内膨張弁 41)が比較的小さい開度で制御される場合のように、高い位置に設置される室内膨張弁 (ここでは、室内膨張弁 41)との開度との関係により、低い位置に設置される室内ユニット（ここでは、室内ユニット 5)の室内膨張弁 (ここでは、室内膨張弁 51)の開度が非常に小さい状態になる場合のように、複数の室内ュニットのうち、低い位置に設置される室内ユニットの室内膨張弁の開度が非常に小さい状態で過熱度制御が行われることになり、上述の室外ユニット 2と室内ユニット 4、 5 との設置位置の高低差 Hが大きいこと等に起因して生じる問題と同様の問題が生じることになる。このため、室内ユニット間における設置位置に高低差 Hが生じる場合においても、上述の実施形態と同様に、室内膨張弁による過熱度制御を行うようにしている。

[0048] このように、室内ユニット間における設置位置に高低差 Hが生じる場合の具体例としては、図 7に示されるように、室内ユニット 4が室外ユニット 2の下方に設置されるとともに室内ユニット 5が室外ユニット 2よりも下方に設置されている場合（室内ユニット 4と室内ユニット 5との間の高低差を Hとする）や、図 8に示されるように、室内ユニット 4が室外ユニット 2の上方に設置されるとともに室内ユニット 5が室外ユニット 2よりも下方に設置されている場合 (室内ユニット 4と室内ユニット 5との間の高低差を Hとする）や、図 9に示されるように、室内ユニット 4、 5の両方が室外ユニット 2よりも高い位置に設置されるとともに室内ユニット 4が室内ユニット 5よりも高い位置に設置されている場合 (室内ユニット 4と室内ユニット 5との間の高低差を Hとする）がある。

次に、このような室内ユニット間において設置位置に高低差 Hが生じる場合における室内膨張弁による過熱度制御について、図 3を用いて説明する。

[0049] まず、ステップ S1において、リモコンからの運転指令等により空気調和装置 101の運転が開始されたものと判定されると、ステップ S2において、室内膨張弁 41、 51による過熱度制御を行う際の各室内膨張弁 41、 51の下限開度が初期値 MVOに設定される。ここで、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を設定するのは、室内ユニット 4、 5間の設置位置の高低差 Hが大きぐ室内膨張弁 41の前後の差圧に比べて下方に設置された室内膨張弁 51の差圧が大きくなる場合や、最も高い位置に設置される室内ュニット 4の室内膨張弁 41の開度との関係により、低い位置に設置される室内ユニット 5 の室内膨張弁 51の開度が非常に小さい状態になる場合であっても、過熱度制御の際に、室内膨張弁 51が全閉状態になることを防ぐためである。

次に、ステップ S3において、各室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒の過熱度 SHrが、予め設定された過熱度目標値 SHrsで一定になるように、各室内膨張弁 4 1、 51の開度 MVを制御する過熱度制御が開始される。

[0050] 次に、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを判定する。本変形例においても、上述の実施形態と同様に、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を、圧縮機 21 の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて行う。すなわち、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態である場合には、室内熱交換器 42、 52の下流側に位置する圧縮機 21の吸入側における冷媒も湿り状態に近い状態になっているため、この現象を利用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うものである。より具体的には、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiが所定値よりも小さい場合 (例えば、過熱度 SHiが Odeg以下になる等の場合）には、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定する。尚、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定において使用される圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiは、吸入圧力センサ 29により検出される吸入圧力 Psを冷媒の飽和温度に換算し、この飽和温度を、吸入温度センサ 31により検出される吸入温度 Tsから差し引くことによって得られる。尚、本変形例では、室内ユニット 4よりも室内ユニット 5が下方に設置されているため、実質的には、室内熱交換器 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを判定してヽること〖こなる。

そして、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態ではないと判定されると、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を初期値 MVOに設定していても、過熱度 SHrを過熱度目標値 SHrsで一定にすることが可能な高低差 H の条件にあると判断できるため、ステップ S6、 S7において、リモコン力の運転終了指令等により空気調和装置 101の運転が終了されるまで、各室内膨張弁 41、 51の下限開度が初期値 MVOに設定された状態において、各室内膨張弁 41、 51による過熱度制御が行われることになる。

一方、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定されると、ステップ S5において、各室内膨張弁 41、 51の下限開度が初期値 MVOから初期値 MVOよりも小さい MV1に設定変更される。ここで、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を小さくするのは、室内膨張弁 51の前後の差圧が大きすぎる場合や、また、高い位置に設置される室内ユニット 4の室内膨張弁 41の開度との関係において低い位置に設置される室内ユニット 5の室内膨張弁 51の開度を小さくしたい場合であるにもかかわらず、下限開度を初期値 MVOにしたままでは、室内ュ- ット 5において必要な能力に対して過剰な量の冷媒が各室内熱交換器 52を流れてしまい、過熱度 SHrを目標過熱度 SHrsで一定にすることが難しい状態 (すなわち、過熱度 SHrが目標過熱度 SHrsよりも小さくなる状態）が生じているからである。このように、ステップ S5において、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を小さくすることによって、室内膨張弁 51が全閉状態になるのを防ぎつつ、さらに開度 MVが小さい範囲まで室内膨張弁 51を可動させることができるようになり、過熱度 SHrを過熱度目標値 SHr sで一定にすることが可能になるため、ステップ S6、 S7において、リモコンからの運転終了指令等により空気調和装置 101の運転が終了されるまで、各室内膨張弁 41、 5 1の下限開度が初期値 MVOよりも小さい MV1に設定された状態において、各室内膨張弁 41、 51による過熱度制御が行われることになる。

[0052] 尚、ステップ S5において、下限開度を初期値 MVO力も MV1に変更した際に、この MV 1を初期値 MVOとして置き換える等により、高低差 Hの条件に適した各室内膨張弁 41、 51の下限開度を記憶させるようにしてもよい。これにより、空気調和装置 10 1を再運転する際には、ステップ S2において、高低差 Hの条件に適した各室内膨張弁 41、 51の下限開度が最初力も設定されることになる。

本変形例では、上述の実施形態と同様、いわゆるマルチ型の空気調和装置である 1S 複数の室内ユニット間（ここでは、室内ユニット 4、 5間）に設置位置の高低差 Hが生じているため、室内膨張弁による過熱度制御という観点においては、少し異なるものである。すなわち、本変形例の空気調和装置 101では、下方に設置された室内ュニットの室内膨張弁 (ここでは、室内ユニット 5の室内膨張弁 51)の前後の差圧が大きくなる場合において、下方に設置された室内膨張弁 51が全閉状態になることを防ぐことができる。し力も、下方に設置された室内熱交の出口における冷媒が湿り状態になっていることが検知された際に下限開度を小さくすることで、室内膨張弁 51 が全閉状態になるのを防ぎつつ、さらに開度 MVが小さい範囲まで室内膨張弁 51を可動させることができるため、下方に設置された室内膨張弁 51の前後の差圧が大きすぎて、例えば、最初に設定された下限開度 (本実施形態では、初期値 MVO)では、下方に設置された室内ユニット 5において必要な能力に対して過剰な量の冷媒が室内熱交換器 52を流れてしまい、蒸発器として機能する室内熱交換器 52の出口における冷媒の過熱度 SHrを一定にすることが難、場合であっても、室内熱交 52の出口における冷媒の過熱度 SHrを良好に制御することができるようになつている。

[0053] (5)変形例 2

上述の本実施形態及び変形例 1にお!、ては、過熱度制御のステップ S4 (図 3参照) において、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定された場合に、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を初期値 MVO力も MVOよりも小さい MV1に 1 回だけ設定変更するようにしているが、第 1実施形態の変形例 1と同様に、図 4に示されるように、ステップ S4において、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定されなくなるまで、ステップ S5において、各室内膨張弁 41、 51の下限開度を初期値 MVOから段階的に小さくなるように（例えば、 MV0→MV1→MV 2→…のように)設定変更を行うようにしてもよ!ヽ。

(6)変形例 3

上述の本実施形態及び変形例 1、 2においては、過熱度制御のステップ S4 (図 3又は図 4参照）において、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力第 1実施形態の変形例 2と同様に、過熱度 SHiに代えて、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SHoに基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知するようにしてもよい。

[0054] また、第 1実施形態の変形例 2と同様に、過熱度 SHi及び過熱度 SHoを併用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うようにしてもよい。

(7)変形例 4

上述の本実施形態及び変形例 1、 2においては、過熱度制御のステップ S4 (図 3又は図 4参照）において、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力第 1実施形態の変形例 3と同様に、過熱度 SHiに代えて、室内熱交換器 42、 52 の出口における冷媒の過熱度 SHrに基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知するようにしてもょヽ。

[0055] ここで、本実施形態及び変形例 1、 2のように、複数 (ここでは、 2台の室内ユニット 4 、 5)の室内ユニットが設置される場合には、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態が状態になっていることが検知された室内ユニットの室内膨張弁のみについて下限開度を小さくするようにしてもよい。本実施形態及び変形例 1、 2では、室内ュ- ット 4よりも下方に設置されている室内ユニット 5の室内熱交換器 52の出口における冷媒が湿り状態になっていることが想定されるが、本変形例のように、室内熱交 42、 52の出口における冷媒の過熱度 SHrに基づいて室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知する場合には、室内ユニット 5の室内熱交^^ 52の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることを特定することができるため、例えば、室内ユニット 4の室内膨張弁 41についての下限開度については変更することなぐ室内ユニット 5の室内膨張弁 51のみについて下限開度を小さくするようにすることちでさる。

[0056] また、第 1実施形態の変形例 3と同様に、過熱度 SHi及び過熱度 SHrを併用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うようにしてもよい。例えば、圧縮機 21の保護を重視する場合には、過熱度 SHi及び過熱度 SHrのいずれか一方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよいし、室内膨張弁 41、 51 の過熱度制御の制御性を重視する場合には、過熱度 SHi及び過熱度 SHrの両方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。尚、過熱度 SHiを併用する場合においても、下限開度の変更対象となる室内膨張弁を過熱度 SHrに基づいて特定することができるため、上述と同様に、室内熱交^^の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることが特定された室内ユニットの室内膨張弁のみについて下限開度を小さくするようにするようにしてちょい。

[0057] また、上述の変形例 3においては、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SH oに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力これに、過熱度 SHrを併用したり、過熱度 SHi及び過熱度 SHrを併用して、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。尚、過熱度 SHoを併用する場合においても、下限開度の変更対象となる室内膨張弁を過熱度 SHrに基づいて特定することができるため、上述と同様に、室内熱交^^の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることが特定された室内ュ- ットの室内膨張弁のみにっ、て下限開度を小さくするようにするようにしてもょ、。

(8)変形例 5

上述の本実施形態及び変形例 1、 2においては、過熱度制御のステップ S4 (図 3又は図 4参照）において、圧縮機 21の吸入側における冷媒の過熱度 SHiに基づいて、室内熱交換器 42の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知しているが、第 1実施形態の変形例 4と同様に、過熱度 SHiに代えて、室内膨張弁 41、 51の開度 MVに基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知するようにしてもょヽ。

[0058] ここで、本実施形態及び変形例 1、 2のように、複数 (ここでは、 2台の室内ユニット 4 、 5)の室内ユニットが設置される場合には、室内熱交換器の出口における冷媒が湿り状態が状態になっていることが検知された室内ユニットの室内膨張弁のみについて下限開度を小さくするようにしてもよい。本実施形態及び変形例 1、 2では、室内ュ- ット 4よりも下方に設置されている室内ユニット 5の室内熱交換器 52の出口における冷媒が湿り状態になっていることが想定されるが、本変形例のように、室内膨張弁 41 、 51の開度 MVに基づいて室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知する場合には、室内ユニット 5の室内熱交^^ 52の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることを特定することができるため、例えば、室内ュ- ット 4の室内膨張弁 41についての下限開度については変更することなぐ室内ュ-ット 5の室内膨張弁 51のみについて下限開度を小さくするようにすることもできる。

[0059] また、第 1実施形態の変形例 4と同様に、過熱度 SHi及び開度 MVを併用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかの判定を行うようにしてもよい。例えば、圧縮機 21の保護を重視する場合には、過熱度 SHi及び開度 MVのいずれか一方が所定値以下になった際に、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよいし、室内膨張弁 41、 51の過熱度制御の制御性を重視する場合には、過熱度 SHi及び開度 MVの両方が所定値以下になつた際に、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。尚、過熱度 SHiを併用する場合においても、下限開度の変更対象となる室内膨張弁を開度 MVに基づいて特定することができるため、上述と同様に、室内熱交^^の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることが特定された室内ユニットの室内膨張弁のみについて下限開度を小さくするようにするようにしてもよい。

[0060] また、上述の変形例 3においては、圧縮機 21の吐出側における冷媒の過熱度 SH 。に基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力これに、開度 MVを併用したり、過熱度 SHi及び開度 MVを併用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定するようにしてもよい。尚、過熱度 SHoを併用する場合においても、下限開度の変更対象となる室内膨張弁を開度 MVに基づいて特定することができるため、上述と同様に、室内熱交^^の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることが特定された室内ュニットの室内膨張弁のみにっ、て下限開度を小さくするようにするようにしてもょ、。また、上述の変形例 4においては、室内熱交換器 42の出口における冷媒の過熱度 SHrに基づいて、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であるかどうかを検知している力これに、開度 MVを併用したり、過熱度 SHi及び開度 MVを併用したり、過熱度 SHo及び開度 MVを併用したり、過熱度 SHi及び過熱度 SHo及び開度 MVを併用して、室内熱交換器 42、 52の出口における冷媒が湿り状態であると判定するよう〖こしてもよい。尚、このように、過熱度 SHrを併用する場合においても、下限開度の変更対象となる室内膨張弁を開度 MVに基づいて特定することができるため、上述と同様に、室内熱交換器の出口における冷媒のみが湿り状態になっていることが特定された室内ユットの室内膨張弁のみについて下限開度を小さくするようにするようにしてもよい。

<他の実施形態 >

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上述の実施形態及びその変形例では、冷房運転や除湿運転のような、室外熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行うことが可能な、いわゆる、冷房専用の空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、冷房運転と暖房運転とを切り換え可能な空気調和装置や、冷房運転と暖房運転とを同時運転可能な空気調和装置に本発明と適用してもょヽ。

産業上の利用可能性本発明を利用すれば、蒸発器として機能する室内熱交換器の出口過熱度を膨張弁によって制御するセパレート型の空気調和装置において、室外ユニットと室内ュニットとの設置位置の高低差が大きい場合や、複数の室内ユニットを設置する場合において室内ユニット間においても設置位置の高低差が生じる場合であっても、蒸発器として機能する室内熱交^^の出口における冷媒の過熱度を良好に制御できるようになる。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機 (21)と室外熱交 (23)とを有する室外ユニット (2)と、膨張弁 (41、 51) と室内熱交 (42、 52)とを有する室内ユニット (4、 5)とが接続されることによって構成される冷媒回路（10、 110)と、

前記室内熱交換器の出口における冷媒の過熱度が一定になるように前記膨張弁の開度を制御する過熱度制御を行いつつ、前記室外熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、前記室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転を行うことが可能な運転制御手段とを備え、

前記運転制御手段は、前記膨張弁に下限開度を設定して前記過熱度制御を行うとともに、前記室内熱交^^の出口における冷媒が湿り状態になっていることが検知された際に、前記下限開度を小さくする、

空気調和装置（1、 101)。

[2] 前記運転制御手段は、前記圧縮機 (21)の吸入側における冷媒の過熱度に基づいて、前記室内熱交換器 (42、 52)の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する、請求項 1に記載の空気調和装置（1、 101)。

[3] 前記運転制御手段は、前記圧縮機 (21)の吐出側における冷媒の過熱度に基づいて、前記室内熱交換器 (42、 52)の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する、請求項 1に記載の空気調和装置（1、 101)。

[4] 前記運転制御手段は、前記室内熱交換器 (42、 52)の出口における冷媒の過熱度に基づいて、前記室内熱交換器 (42、 52)の出口における冷媒が湿り状態になつているかどうかを検知する、請求項 1に記載の空気調和装置（1、 101)。

[5] 前記運転制御手段は、前記膨張弁 (41、 51)の開度に基づいて、前記室内熱交換器 (42、 52)の出口における冷媒が湿り状態になっているかどうかを検知する、請求項 1に記載の空気調和装置（1、 101)。