Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
AIR CONDITIONER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/047906
Kind Code:
A1
Abstract:
An air conditioner exhibiting a preferred COP even under a different use condition. In a cooling medium circuit (10), a compressor (21), an outdoor heat exchanger (23), an indoor expansion valve (41, 51), and indoor heat exchanger (42, 52) are interconnected so as to circulate the cooling medium. An outdoor fan (28) sends a fluid to the outdoor heat exchanger (23). A heat exchange temperature sensor (33) detects the condensation temperature of the cooling medium. An outdoor temperature sensor (36) detects the temperature of the outdoor air subjected to heat exchange with the cooling medium in the outdoor heat exchanger (23). A control unit (8) divides the degree of supercooling of the cooling medium present near the outlet of the outdoor heat exchanger (23) by the difference between the detected condensation temperature of the cooling medium and the detected temperature of the outdoor air and controls at least one of the compressor (21), the indoor expansion valve (41, 51), and the outdoor fan (28) according to the quotient of the division used as a target value.

Inventors:
MAKINO TATSUYA (JP)
ARAI TAKESHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/002865
Publication Date:
April 16, 2009
Filing Date:
October 10, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DAIKIN IND LTD (JP)
MAKINO TATSUYA (JP)
ARAI TAKESHI (JP)
International Classes:
F25B1/00; F24F11/02; F24F11/76; F25B13/00
Foreign References:
JPH0914780A1997-01-17
JPH01212867A1989-08-25
JP2006105554A2006-04-20
JPH0828985A1996-02-02
JP2001280735A2001-10-10
JP2001263831A2001-09-26
Other References:
See also references of EP 2211123A4
Attorney, Agent or Firm:
SHINJYU GLOBAL IP (1-4-19 Minamimori-machi, Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 54, JP)
Download PDF:
Claims:
 冷媒が流通するように圧縮機(21)と凝縮器(23)と膨張機構(41,51)と蒸発器(42,52)とが接続されて構成される冷媒回路(10)と、
 前記凝縮器(23)に向けて流体を送る流体送り機構(28)と、
 冷媒の凝縮温度を求めるための物理量を検知する凝縮温度把握手段(33)と、
 前記凝縮器(23)内の冷媒と熱交換を行う前記流体の温度を求めるための物理量を検知する流体温度把握手段(36)と、
 前記凝縮温度把握手段(33)の検知値によって把握される凝縮温度と、前記流体温度検知手段(36)の検知値によって把握される流体温度との差で前記凝縮器出口近傍における冷媒の過冷却度を除した値を目標値として、前記圧縮機(21)と前記膨張機構(41,51)と前記流体送り機構(28)との少なくとも1つを制御する制御部(8)と、
を備えた空気調和装置(1)。
 前記流体温度把握手段(36)は、前記凝縮器(23)内の冷媒と熱交換を行う前の前記流体の温度を求めるための物理量を検知する第1流体温度把握手段(36a)と、前記凝縮器(23)内の冷媒と熱交換を行った後の前記流体の温度を求めるための物理量を検知する第2流体温度把握手段(36b)とを有し、
 前記制御部(8)は、前記第1流体温度把握手段(36a)の検知値と前記第2流体温度把握手段(36b)の検知値との平均値によって把握される温度を凝縮温度として算出する、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。
 前記目標値は、0.15以上0.75未満である、
請求項1または2に記載の空気調和装置(1)。
 前記目標値は、0.4以上0.6未満である、
請求項1または2に記載の空気調和装置(1)。
 前記流体温度把握手段(36)は、前記冷媒回路(10)が冷房運転サイクルとなっている状態では、外気温度を検知する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
 前記流体温度把握手段(36)は、前記冷媒回路(10)が暖房運転サイクルとなっている状態では、室内温度を検知する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
Description:
空気調和装置

 本発明は、空気調和装置の成績係数の好 化運転制御に関する。

 従来より、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸 器を接続して構成される冷媒回路を備えた 凍装置において、成績係数(COP)を向上させ 制御が行われている。
 これに対して、例えば、以下の特許文献1に 示す空気調和装置では、過冷却度が目標値で 一定となるように冷媒回路内の各構成を制御 することで、COPの向上を図っている。

特開2001-263831号公報

 しかし、上記特許文献1に記載の空気調和装 置の制御では、冷房運転と暖房運転とによっ て、または、各運転時の出力によって、目標 とする過冷却度が異なり、COPを様々な使用条 件下において好適化することができていない 。
 本発明は上述した点に鑑みてなされたもの あり、本発明の課題は、使用条件が異なる 合であってもCOPを好適化させることが可能 空気調和装置を提供することにある。

 第1発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と 、流体送り機構と、凝縮温度把握手段と、流 体温度把握手段と、制御部とを備えている。 冷媒回路は、冷媒が流通するように圧縮機と 凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続されて構 成されている。流体送り機構は、凝縮器に向 けて流体を送る。凝縮温度把握手段は、冷媒 の凝縮温度を求めるための物理量を検知する 。流体温度把握手段は、凝縮器内の冷媒と熱 交換を行う流体の温度を求めるための物理量 を検知する。制御部は、凝縮温度把握手段の 検知値によって把握される凝縮温度と、流体 温度検知手段の検知値によって把握される流 体温度との差で凝縮器出口近傍における冷媒 の過冷却度を除した値を目標値として、圧縮 機と膨張機構と流体送り機構との少なくとも 1つを制御する。
 なお、ここでの物理量を検知する手段とし は、例えば、温度センサで直接的に温度検 するものだけでなく、圧力センサ等によっ 検知される圧力を温度換算するもの等が含 れる。
 ここでは、空気調和装置の使用条件に変動 生じた場合であっても、簡易な制御でCOPを 上させることが可能になる。

 第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に る空気調和装置において、第1流体温度把握 段と、第2流体温度把握手段とを有している 。第1流体温度把握手段は、流体温度把握手 は、凝縮器内の冷媒と熱交換を行う前の流 の温度を求めるための物理量を検知する。 2流体温度把握手段は、凝縮器内の冷媒と熱 換を行った後の流体の温度を求めるための 理量を検知する。そして、制御部は、第1流 体温度把握手段の検知値と第2流体温度把握 段の検知値との平均値によって把握される 度を凝縮温度として算出する。
 ここでは、COPの算出に適した凝縮温度が得 れるため、COPをよりいっそう向上させるこ が可能になる。

 第3発明に係る空気調和装置は、第1発明ま は第2発明に係る空気調和装置において、目 値は、0.15以上0.75未満である。
 ここでは、運転時の周囲の環境条件が変動 た場合であっても、COPをより確実に向上さ ることが可能になる。

 第4発明に係る空気調和装置は、第1発明ま は第2発明に係る空気調和装置において、目 値は、0.4以上0.6未満である。
 ここでは、運転時の周囲の環境条件が変動 た場合であっても、COPをより確実に向上さ ることが可能になる。

 第5発明に係る空気調和装置は、第1発明か 第3発明のいずれかの空気調和装置において 流体温度把握手段は、冷媒回路が冷房運転 イクルとなっている状態では、外気温度を 知する。
 ここでは、冷房運転では室外熱交換器が冷 の凝縮器として機能するが、流体温度把握 段が室外温度を検知することで、その凝縮 として機能している室内熱交換器を通過す 空気の温度を検知することが可能になる。

 第6発明に係る空気調和装置は、第1発明か 第5発明のいずれかの空気調和装置において 流体温度把握手段は、冷媒回路が暖房運転 イクルとなっている状態では、室内温度を 知する。
 ここでは、暖房運転では室内熱交換器が冷 の凝縮器として機能するが、流体温度把握 段が室内温度を検知することで、その凝縮 として機能している室内熱交換器を通過す 空気の温度を検知することが可能になる。

 第1発明の空気調和装置では、空気調和装置 の使用条件に変動が生じた場合であっても、 簡易な制御でCOPを向上させることが可能にな る。
 第2発明の空気調和装置では、COPの算出に適 した凝縮温度が得られるため、COPをよりいっ そう向上させることが可能になる。
 第3発明の空気調和装置では、運転時の周囲 の環境条件が変動した場合であっても、COPを より確実に向上させることが可能になる。
 第4発明の空気調和装置では、運転時の周囲 の環境条件が変動した場合であっても、COPを より確実に向上させることが可能になる。
 第5発明の空気調和装置では、凝縮器として 機能している室内熱交換器を通過する空気の 温度を検知することが可能になる。

 第6発明の空気調和装置では、凝縮器とし て機能している室内熱交換器を通過する空気 の温度を検知することが可能になる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和 置の概略構成図である。 空気調和装置の制御ブロック図である 最適COP制御運転を行う際の制御フロー ャートである。 過冷却度を凝縮温度と空気温度との差 で除した値に対する成績係数の関係を示す である。 所定の関係を満たす過冷却度と凝縮温 との関係を示す図である。 変形例(C)に係る空気調和装置の概略構 図である。 変形例(C)に係る空気調和装置の制御ブ ック図である。 変形例(G)に係る空気調和装置において 過冷却度を凝縮温度と空気温度との差分で した値に対するAPF比の関係を示す図である 従来の過冷却度に対する成績係数の関 を示す図である。

符号の説明

  1 空気調和装置
  8 制御部
 10 冷媒回路
 21 圧縮機
 23 室外熱交換器(凝縮器)
 28 室外ファン(流体送り機構)
 33 熱交温度センサ(凝縮温度把握手段)
 36 室外温度センサ(流体)
361 通過前室外温度センサ(第1流体温度把握 段)
362 通過後室外温度センサ(第2流体温度把握 段)
 41、51 室内膨張弁(膨張機構)
 42、52 室内熱交換器(蒸発器)

 以下、図面に基づいて、本発明にかかる空 調和装置の実施形態について説明する。
 <空気調和装置1の構成>
 図1は、本発明の一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 冷暖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台の熱源ユニットとして 室外ユニット2と、それに並列に接続された 複数台(本実施形態では、2台)の利用ユニット としての室内ユニット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 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 の空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10 、室外ユニット2と、室内ユニット4、5と、 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。

 <室内ユニット4,5>
 室内ユニット4、5は、ビル等の室内の天井 埋め込みや吊り下げ等により、又は、室内 壁面に壁掛け等により設置されている。室 ユニット4、5は、液冷媒連絡配管6及びガス 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、5の構成について説 する。尚、室内ユニット4と室内ユニット5と は同様の構成であるため、ここでは、室内ユ ニット4の構成のみ説明し、室内ユニット5の 成については、それぞれ、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 号を付して、各部の説明を省略する。
 室内ユニット4は、主として、冷媒回路10の 部を構成する室内側冷媒回路10a(室内ユニッ ト5では、室内側冷媒回路10b)を有している。 の室内側冷媒回路10aは、主として、膨張機 としての室内膨張弁41と、利用側熱交換器 しての室内熱交換器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 側冷媒回路10a内を流れる冷媒の流量の調節 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り、パルス信号に応じ て開閉制御されるようになっている。この室 内膨張弁41、51は、後述する最適COP制御運転 おいて、冷凍サイクルのCOPを好適化させる めに、開度調整の制御や開度を固定する制 等が制御部8によって行われる。
 本実施形態において、室内熱交換器42は、 熱管と多数のフィンとにより構成されたク スフィン式のフィン・アンド・チューブ型 交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発 として機能して室内空気を冷却し、暖房運 時には冷媒の凝縮器として機能して室内空 を加熱する熱交換器である。
 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、室内熱交換 器42において冷媒と熱交換させた後に、供給 気として室内に供給するための送風ファン しての室内ファン43を有している。室内フ ン43は、室内熱交換器42に供給する空気の風 を可変することが可能なファンであり、本 施形態において、DCファンモータからなる ータ43aによって駆動される遠心ファンや多 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 、冷媒の温度(すなわち、暖房運転時におけ る凝縮温度又は冷房運転時における蒸発温度 に対応する冷媒温度)を検出する液側温度セ サ44が設けられている。室内熱交換器42のガ 側には、冷媒の温度を検出するガス側温度 ンサ45が設けられている。室内ユニット4の 内空気の吸入口側には、ユニット内に流入 る室内空気の温度(すなわち、室内温度)を 出する室内温度センサ46が設けられている。 本実施形態において、液側温度センサ44、ガ 側温度センサ45及び室内温度センサ46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 る室内側制御部47を有している。そして、 内側制御部47は、室内ユニット4の制御を行 ために設けられたマイクロコンピュータや モリ等を有しており、室内ユニット4を個別 操作するためのリモコン(図示せず)との間 制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユ ット2との間で伝送線8aを介して制御信号等 やりとりを行うことができるようになって る。

 <室外ユニット2>
 室外ユニット2は、ビル等の室外に設置され ており、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡 管7を介して室内ユニット4、5に接続されて り、室内ユニット4、5の間で冷媒回路10を構 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10cを有して いる。この室外側冷媒回路10cは、主として、 圧縮機21と、四路切換弁22と、熱源側熱交換 としての室外熱交換器23と、膨張機構として の室外膨張弁38と、アキュムレータ24と、温 調節機構としての過冷却器25と、液側閉鎖弁 26と、ガス側閉鎖弁27とを有している。
 圧縮機21は、運転容量を可変することが可 な圧縮機であり、本実施形態において、イ バータにより回転数が制御されるモータ21a よって駆動される容積式圧縮機である。本 施形態において、圧縮機21は、1台のみであ が、これに限定されず、室内ユニットの接 台数等に応じて、2台以上の圧縮機が並列に 続されていてもよい。

 四路切換弁22は、冷媒の流れの方向を切 換えるための弁であり、冷房運転時には、 外熱交換器23を圧縮機21によって圧縮される 媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器42 52を室外熱交換器23において凝縮される冷媒 蒸発器として機能させるために、圧縮機21 吐出側と室外熱交換器23のガス側とを接続す るとともに圧縮機21の吸入側(具体的には、ア キュムレータ24)とガス冷媒連絡配管7側とを 続し(図1の四路切換弁22の実線を参照)、暖房 運転時には、室内熱交換器42、52を圧縮機21に よって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ 、室外熱交換器23を室内熱交換器42、52におい て凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる ために、圧縮機21の吐出側とガス冷媒連絡配 7側とを接続するとともに圧縮機21の吸入側 室外熱交換器23のガス側とを接続すること 可能である(図1の四路切換弁22の破線を参照) 。

 本実施形態において、室外熱交換器23は、 熱管と多数のフィンとにより構成されたク スフィン式のフィン・アンド・チューブ型 交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮 として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発 として機能する熱交換器である。室外熱交 器23は、そのガス側が四路切換弁22に接続さ 、その液側が液冷媒連絡配管6に接続されて いる。
 本実施形態において、室外膨張弁38は、室 側冷媒回路10c内を流れる冷媒の圧力や流量 の調節を行うために、室外熱交換器23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、室外熱交換 器23において冷媒と熱交換させた後に、室外 排出するための送風ファンとしての室外フ ン28を有している。この室外ファン28は、室 外熱交換器23に供給する空気の風量Woを可変 ることが可能なファンであり、本実施形態 おいて、DCファンモータからなるモータ28aに よって駆動されるプロペラファン等である。

 アキュムレータ24は、四路切換弁22と圧縮機 21との間に接続されており、室内ユニット4、 5の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路10内に 発生する余剰冷媒を溜めることが可能な容器 である。
 過冷却器25は、本実施形態において、2重管 の熱交換器であり、室外熱交換器23におい 凝縮された後に、室内膨張弁41、51に送られ 冷媒を冷却するために設けられている。過 却器25は、本実施形態において、室外膨張 38と液側閉鎖弁26との間に接続されている。
 本実施形態において、過冷却器25の冷却源 してのバイパス冷媒回路61が設けられている 。尚、以下の説明では、冷媒回路10からバイ ス冷媒回路61を除いた部分を、便宜上、主 媒回路と呼ぶことにする。

 バイパス冷媒回路61は、室外熱交換器23か ら室内膨張弁41、51へ送られる冷媒の一部を 冷媒回路から分岐させて圧縮機21の吸入側に 戻すように主冷媒回路に接続されている。具 体的には、バイパス冷媒回路61は、室外膨張 38から室内膨張弁41、51に送られる冷媒の一 を室外熱交換器23と過冷却器25との間の位置 から分岐させるように接続された分岐回路61a と、過冷却器25のバイパス冷媒回路側の出口 ら圧縮機21の吸入側に戻すように圧縮機21の 吸入側に接続された合流回路61bとを有してい る。そして、分岐回路61aには、バイパス冷媒 回路61を流れる冷媒の流量を調節するための イパス膨張弁62が設けられている。ここで バイパス膨張弁62は、電動膨張弁からなる。 これにより、室外熱交換器23から室内膨張弁4 1、51に送られる冷媒は、過冷却器25において バイパス膨張弁62によって減圧された後の イパス冷媒回路61を流れる冷媒によって冷却 される。すなわち、過冷却器25は、バイパス 張弁62の開度調節によって能力制御が行わ ることになる。なお、このバイパス膨張弁62 についても、後述する最適COP制御運転におい て、冷凍サイクルのCOPを好適化させるために 、開度調整の制御や開度を固定する制御等が 制御部8によって行われる。

 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 ガス冷媒連絡配管7)との接続口に設けられ 弁である。液側閉鎖弁26は、室外熱交換器23 接続されている。ガス側閉鎖弁27は、四路 換弁22に接続されている。
 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、室外ユニット 2には、圧縮機21の吸入圧力を検出する吸入圧 力センサ29と、圧縮機21の吐出圧力を検出す 吐出圧力センサ30と、圧縮機21の吸入温度Ts 検出する吸入温度センサ31と、圧縮機21の吐 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、アキュム ータ24と圧縮機21との間の位置に設けられて いる。室外熱交換器23には、室外熱交換器23 を流れる冷媒の温度(すなわち、冷房運転時 おける凝縮温度又は暖房運転時における蒸 温度に対応する冷媒温度)を検出する熱交温 度センサ33が設けられている。室外熱交換器2 3の液側には、冷媒の温度を検出する液側温 センサ34が設けられている。過冷却器25の主 媒回路側の出口には、冷媒の温度(すなわち 、液管温度)を検出する液管温度センサ35が設 けられている。バイパス冷媒回路61の合流回 61bには、過冷却器25のバイパス冷媒回路側 出口を流れる冷媒の温度を検出するための イパス温度センサ63が設けられている。室外 ユニット2の室外空気の吸入口側には、ユニ ト内に流入する室外空気の温度(すなわち、 外温度)を検出する室外温度センサ36が設け れている。

 本実施形態において、吸入温度センサ31、 出温度センサ32、熱交温度センサ33、液側温 センサ34、液管温度センサ35、室外温度セン サ36及びバイパス温度センサ63は、サーミス からなる。
 また、室外ユニット2は、室外ユニット2を 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、 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、メモリやモータ21aを 制御するインバータ回路等を有しており、室 内ユニット4、5の室内側制御部47、57との間で 伝送線8aを介して制御信号等のやりとりを行 ことができるようになっている。すなわち 室内側制御部47、57と室外側制御部37と制御 37、47、57間を接続する伝送線8aとによって 空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8 が構成されている。

 制御部8は、空気調和装置1の制御ブロック である図2に示すように、各種センサ29~36、44 ~46、54~56、63の検出信号を受けることができ ように接続されるとともに、これらの検出 号等に基づいて各種機器及び弁21、22、24、28 a、38、41、43a、51、53a、62を制御することがで きるように接続されている。
 <冷媒連絡配管6,7>
 冷媒連絡配管6、7は、空気調和装置1をビル の設置場所に設置する際に、現地にて施工 れる冷媒配管であり、設置場所や室外ユニ トと室内ユニットとの組み合わせ等の設置 件に応じて種々の長さや管径を有するもの 使用される。
 以上のように、本実施形態の空気調和装置1 は、室内側制御部47、57と室外側制御部37とか ら構成される制御部8によって、四路切換弁22 により冷房運転及び暖房運転を切り換えて運 転を行うとともに、各室内ユニット4、5の運 負荷に応じて、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 る。

 <最適COP制御運転>
 (冷房運転時における最適COP制御)
 まず、冷房運転時における最適COP制御運転 ついて、図1及び図2を用いて説明する。
 制御部8(より具体的には、室内側制御部47、 57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接 する伝送線8a)は、外部のリモコン(図示せず) 等から、冷房運転を行う旨の指令を受けた場 合に、冷凍サイクルについて、四路切換弁22 図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮 機21の吐出側が室外熱交換器23のガス側に接 され、かつ、圧縮機21の吸入側がガス側閉鎖 弁27及びガス冷媒連絡配管7を介して室内熱交 換器42、52のガス側に接続された状態となる うに、四路切換弁22の接続状態を制御する。

 この際、室外膨張弁38は、全開状態にされ いる。液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は、 状態にされている。
 冷房運転における最適COP制御では、制御部8 は、まず、図3のフローチャートに示すよう 、過冷却度SCrを冷媒の凝縮温度Tcと空気温度 Taとの差分で除した値を算出する(ステップS10 )。
 そして、ステップS10で算出された値が、0.5 あるか否かを判断する(ステップS20)。ここ 、ステップS10で算出された値が0.5であれば そのままの制御を持続させる。
 そして、ステップS10で算出された値が0.5で かった場合には、制御部8は、補正制御とし て、過冷却度SCrを冷媒の凝縮温度Tcと空気温 Taとの差分で除した値が0.5となる状態の冷 サイクルを実現することができるように、 内膨張弁41、51の開度およびバイパス膨張弁6 2の開度をそれぞれ調節する制御を行う。そ て、ステップS20を再度繰り返す。

 ここで、本実施形態において、各値は以下 ようにして検出される。
 まず、室外熱交換器23の出口における冷媒 過冷却度SCrは、制御部8が、過冷却器25の主 媒回路側の出口の冷媒温度を検出する液管 度センサ35により検知される値から、室外熱 交換器23内を流れる冷媒温度を検出する熱交 度センサ33により検知される値を差し引く 算を行うことによって算出する。また、冷 の凝縮温度Tcは、制御部8が、室外熱交換器23 における熱交温度センサ33によって検知され 値によって把握する。さらに、室外空気の 度Taは、制御部8が、室外ユニット2の室外温 度センサ36によって検知される値によって把 する。
 この冷媒回路10の状態で、制御部8は、圧縮 21、室外ファン28及び室内ファン43、53を起 する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧 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、四路切 換弁22を経由して室外熱交換器23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、室外膨張弁3 8を通過して、過冷却器25に流入し、バイパス 冷媒回路61を流れる冷媒と熱交換を行ってさ に冷却されて過冷却状態になる。このとき 室外熱交換器23において凝縮した高圧の液 媒の一部は、バイパス冷媒回路61に分岐され 、バイパス膨張弁62によって減圧された後に 圧縮機21の吸入側に戻される。ここで、バ パス膨張弁62を通過する冷媒は、圧縮機21の 入圧力近くまで減圧されることで、その一 が蒸発する。そして、バイパス冷媒回路61 バイパス膨張弁62の出口から圧縮機21の吸入 に向かって流れる冷媒は、過冷却器25を通 して、主冷媒回路側の室外熱交換器23から室 内ユニット4、5へ送られる高圧の液冷媒と熱 換を行う。
 そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒 、液側閉鎖弁26及び液冷媒連絡配管6を経由 て、室内ユニット4、5に送られる。この室 ユニット4、5に送られた高圧の液冷媒は、室 内膨張弁41、51によって圧縮機21の吸入圧力近 くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒 となって室内熱交換器42、52に送られ、室内 交換器42、52において室内空気と熱交換を行 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 鎖弁27及び四路切換弁22を経由して、アキュ レータ24に流入する。そして、アキュムレ タ24に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧 縮機21に吸入される。
 以上の冷房運転時における最適COP制御運転 、制御部8が室内膨張弁41、51およびバイパ 膨張弁62の開度の調節により実現させること で、冷房運転時における成績係数(COP)を最適 させることができる。
 (暖房運転時における最適COP制御運転)
 次に、暖房運転時における最適COP制御運転 ついて説明する。
 制御部8(より具体的には、室内側制御部47、 57と室外側制御部37と制御部37、47、57間を接 する伝送線8a)は、外部のリモコン(図示せず) 等から、暖房運転を行う旨の指令を受けた場 合に、冷凍サイクルについて、四路切換弁22 図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮 機21の吐出側がガス側閉鎖弁27及びガス冷媒 絡配管7を介して室内熱交換器42、52のガス側 に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が室外 交換器23のガス側に接続された状態となる うに、四路切換弁22の接続状態を制御する。

 また、制御部8は、液側閉鎖弁26及びガス側 鎖弁27を開状態とし、バイパス膨張弁62を閉 止させる。
 さらに、制御部8は、室外膨張弁38を、室外 交換器23に流入する冷媒を室外熱交換器23に おいて蒸発させることが可能な圧力(すなわ 、蒸発圧力)まで減圧するために開度の調節 御を行う。
 暖房運転における最適COP制御においても、 房同様に、制御部8は、まず、図3のフロー ャートに示すように、過冷却度SCrを冷媒の 縮温度Tcと空気温度Taとの差分で除した値を 出する(ステップS10)。
 そして、ステップS10で算出された値が、0.5 あるか否かを判断する(ステップS20)。ここ 、ステップS10で算出された値が0.5であれば そのままの制御を持続させる。

 そして、ステップS10で算出された値が0.5で かった場合には、制御部8は、補正制御とし て、過冷却度SCrを冷媒の凝縮温度Tcと空気温 Taとの差分で除した値が0.5となる状態の冷 サイクルを実現することができるように、 内膨張弁41、51の開度を調節する制御を行う そして、ステップS20を再度繰り返す。
 ここで、本実施形態において、各値は以下 ようにして検出される。まず、室内熱交換 42、52の出口における冷媒の過冷却度SCrは、 制御部8が、吐出圧力センサ30により検出され る圧縮機21の吐出圧力を凝縮温度に対応する 和温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値 ら液側温度センサ44、54により検出される冷 媒温度値を差し引く演算を行うことで検出さ れる。また、冷媒の凝縮温度Tcは、制御部8が 、室内熱交換器42、52における液側温度セン 44、54によって検知される値によって把握す 。さらに、室内空気の温度Taは、制御部8が 室内ユニット4、5の室内温度センサ46、56に って検知される値によって把握する。

 この冷媒回路10の状態で、制御部8は、圧縮 21、室外ファン28及び室内ファン43、53を起 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り、四 路切換弁22、ガス側閉鎖弁27及びガス冷媒連 配管7を経由して、室内ユニット4、5に送ら る。
 そして、室内ユニット4、5に送られた高圧 ガス冷媒は、室外熱交換器42、52において、 内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液 媒となった後、室内膨張弁41、51を通過する 際に、室内膨張弁41、51の弁開度に応じて減 される。
 この室内膨張弁41、51を通過した冷媒は、液 冷媒連絡配管6を経由して室外ユニット2に送 れ、液側閉鎖弁26、過冷却器25及び室外膨張 弁38を経由してさらに減圧された後に、室外 交換器23に流入する。そして、室外熱交換 23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、 室外ファン28によって供給される室外空気と 交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒とな 、四路切換弁22を経由してアキュムレータ24 に流入する。そして、アキュムレータ24に流 した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機21に 入される。

 以上の暖房運転時における最適COP制御運転 、制御部8が室内膨張弁41、51の開度の調節 より実行することで、暖房運転時における 績係数(COP)を最適化させることができる。
 <本実施形態の空気調和装置1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。
 従来の空気調和装置では、COPを好適化させ ことが可能とされる過冷却度の指標を定め 、この指標値で過冷却度が一定となるよう 制御を行っている。
 しかし、これでは、例えば、図9に示すよう に、COPと過冷却度SCとは、空気調和装置を可 させる状況に応じた関係は、特段無い。す わち、冷房定格運転時には7度、冷房中間期 運転時には3度、暖房定格運転時には9度、暖 中間期運転時には4度、が、それぞれ最適な 過冷却度ということになる。そして、特定の 値を目標過冷却度として、冷凍サイクルを制 御した場合には、各条件によって、最適過冷 却度から差が生じ、COPを好適化させることが できない。さらに、それぞれ、状況に応じて 目標過冷却度として、この目標過冷却度で一 定に保たれるように冷凍サイクルを制御する 場合には、目標値を多く保持しておく必要が あるだけでなく、制御が煩雑になり、必ずし もCOPを好適化させることができるとは限らな い。なお、ここで、冷房中間期としては、例 えば、外気温が18~20℃の条件、暖房中間期と ては、例えば、外気温が、13~18度の場合等 想定される。

 これに対して、本実施形態の空気調和装置1 では、制御部8は、過冷却度SCrを冷媒の凝縮 度Tcと空気温度Taとの差分で除した値が0.5と る状態の冷凍サイクルを実現することがで るように、室内膨張弁41、51等の開度を調節 する制御を行っている。ここで、図4に示す うに、過冷却度を凝縮温度と空気温度との 分で除した値に対するCOPの関係を見てみる 、冷房定格運転時、冷房中間期運転時、暖 定格運転時、および、暖房中間期運転時の ずれにおいても、各条件におけるCOPの最適 は、過冷却度を凝縮温度と空気温度との差 で除した値が0.4~0.6の範囲に入っている。
 このため、上述のように、過冷却度を凝縮 度と空気温度との差分で除した値が0.5とな ように制御部8が最適COP制御を行うことで、 条件毎の目標値を持たなくても、0.5という一 つの値を目標とするだけの簡易な制御によっ てCOPを好適化させ、冷房定格運転、冷房中間 期運転、暖房運転、および、暖房中間期運転 のいずれにおいても、省エネ化を図ることが できる。

 <他の実施形態>
 以上、本発明の実施形態について図面に基 いて説明したが、具体的な構成は、これら 実施形態に限られるものではなく、発明の 旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
 (A)
 上記実施形態では、制御部8が、過冷却度SCr を、冷媒の凝縮温度Tcと空気温度Taとの差分 除した値が0.5となるように室内膨張弁41、51 開度を制御する場合を例に挙げて説明した
 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、図5に示すように、SCr/(Tc―Ta)=0 .5の関係を満たすTcとSCとの関係式を、式変形 によって求め、グラフ表示する。具体的には 、関係式は、Tc=2SC+Taとなる。

 そして、例えば、制御部8は、この関係式を 満たす座標値のうち、現在の状態の実測値の 座標値(P)から最も近い目標座標値(S)を求めて 、この目標座標値(S)における過冷却度および 凝縮温度が実現されるように、室内膨張弁41 51やバイパス膨張弁62等の制御だけでなく、 室内ファン43についてモータ43aの回転数制御 圧縮機21についてモータ21aの回転数制御、 外膨張弁38について開度調整の制御や開度を 固定する制御、室外ファン28についてモータ2 8aの回転数制御、等の各制御について制御部8 によって実現されるようにしてもよい。
 この場合であっても、上記実施形態と同様 効果を奏することができる。
 (B)
 上記実施形態では、制御部8は、暖房運転時 における最適COP制御において、過冷却度SCrの 算出を、吐出圧力センサ30により検出される 縮機21の吐出圧力を凝縮温度に対応する飽 温度値に換算し、この冷媒の飽和温度値か 液側温度センサ44、54により検出される冷媒 度値を差し引く演算を行うことで検出する 合を例に挙げて説明した。

 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、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予め設 けておき、制御部8は、暖房運転時における 適COP制御における過冷却度SCrの算出につい 、この温度センサにより検出される凝縮温 に対応する冷媒温度値を、液側温度センサ44 、54により検出される冷媒温度値から差し引 演算を行うことによって、室内熱交換器42 52の出口における冷媒の過冷却度SCrの検出を 行うようにしてもよい。
 (C)
 上記実施形態では、空気温度について、1つ の熱交換器に対して1つのセンサ(室外温度セ サ36、室内温度センサ46、56)で検知された値 を空気温度Taとして用いて最適COP制御運転を う場合を例に挙げて説明した。

 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、1つの熱交換器に対して、2つ 温度センサによって得られる値の平均値を 気温度Taとして用いて、最適COP制御運転を行 うようにしてもよい。
 具体的には、例えば、図6、図7に示すよう 、室外熱交換器23の通過前の室内温度を検知 する熱交前温度センサ361と、室外熱交換器23 通過して熱交換された後の空気の温度を検 する熱交後温度センサ362と、を設けて、空 温度Taの値を、各センサによる検知値の平 値として用いるようにしてもよい。
 この場合には、熱交換を行っている空気の 度をより正確に把握することができ、COPを らに好適化させて、省エネを図ることがで る。
 (D)
 上記実施形態では、バイパス冷媒回路61が けられた冷媒回路10において最適COP制御を行 う場合を例に挙げて説明した。

 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、上述したバイパス冷媒回路61 有さない、主冷媒回路のみで構成される冷 サイクルに対して、上記実施形態と同様の 適COP制御を行うようにしてもよい。この場 であっても、本発明の省エネ効果を奏する とができる。
 (E)
 上記実施形態では、空冷式の空気調和装置 例に挙げて説明した。
 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、熱交換器を通過する流体とし 水が採用された、水冷式の空気調和装置で ってもよい。
 (F)
 上記実施形態では、制御部8が、過冷却度SCr を、冷媒の凝縮温度Tcと空気温度Taとの差分 除した値が0.5となるように室内膨張弁41、51 開度を制御する場合を挙げて説明した。

 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、制御部8が、過冷却度SCrを、冷 媒の凝縮温度Tcと空気温度Taとの差分で除し 値が0.4以上0.6未満の範囲に入るように室内 張弁41、51の開度等を制御するようにしても い。この場合であっても、上記実施形態と ぼ同等の効果を奏することができる。
 (G)
 上記実施形態では、過冷却度SCrを冷媒の凝 温度Tcと空気温度Taとの差分で除して得られ る値(COP関連目標値)と、COP比(ある過冷却度(SC )におけるCOPを100%とした場合の、各過冷却度( SC)におけるCOPの比)と、を比較することで、CO P比を良好にすることができるCOP関連目標値 特定して、COP関連目標値が特定された範囲 なるように室内膨張弁41、51の開度を制御す 場合を例に挙げて説明した。

 しかし、本発明はこれに限られるもので ない。例えば、図8に示すように、過冷却度 SCrを冷媒の凝縮温度Tcと空気温度Taとの差分 除して得られる値(APF関連目標値)と、通年エ ネルギー消費効率(APF:Annual Performance Factor)と 、を比較することで、APFを良好にすることが できるAPF関連目標値を特定して、APF関連目標 値が特定された範囲となるように室内膨張弁 41、51の開度を制御する等して制御を行う最 APF制御を行うようにしてもよい。ここで、AP F関連目標値の範囲の特定を行う場合には、 えば、図8において縦軸で示すAPF比が100%以上 の範囲として求めてもよい。このAPF比とは、 ある過冷却度(SC)におけるAPFを100%とした場合 、各過冷却度(SC)におけるAPFの比のことをい う。

 このAPFは、1年間を通して、ある一定条件の もとに空気調和装置を運転したときの、消費 電力1kW当たりの冷房・暖房能力を表す値であ る。ここで、APF=(冷房期間中に発揮した能力 総和+暖房期間中に発揮した能力の総和)/(冷 房期間中の消費電力量の総和+暖房期間中の 費電力量の総和)の式によって、APFを算出す ことができる。
 なお、APFは、例えば、日本冷凍空調工業会 作成した規格であるJRA4048:2006(JIS B8616:2006を 実施するための規格)の条件に従うことで、 り詳細にAPFを算出することもできる。
 図8のグラフを作成する際には、まず、この 規格における測定条件から、冷房定格運転時 のCOP比、冷房中間運転時のCOP比、暖房定格運 転時のCOP比、暖房中間運転時のCOP比および暖 房低温運転時のCOP比毎の重み係数を逆算して 算出する。そして、算出された各重み係数を 、対応する冷房定格運転時のCOP比、冷房中間 運転時のCOP比、暖房定格運転時のCOP比、暖房 中間運転時のCOP比および暖房低温運転時のCOP 比にそれぞれ乗じ、各値を合計することで冷 房と暖房とのトータルで評価できる値として 、APF比を得ている。

 そして、このAPF値が良好にすることを目標 する最適APF制御により、ある一定の温度条 の下で運転した場合(定格条件)の性能を評 しているCOPよりも、実使用に近い評価を行 ことができるようになり、より省エネ効果 得ることができる場合がある。
 (H)
 上記実施形態では、制御部8が、冷媒の凝縮 温度Tcと空気温度Taとの差分で除した値が0.5 なるように室内膨張弁41、51の開度を制御す 場合を挙げて説明した。
 しかし、本発明はこれに限られるものでは く、例えば、変形例(G)の欄で記載したCOP関 目標値やAPF関連目標値が季節や運転環境条 等に応じた好適となる値を用いることがで るように、季節や運転環境条件等に応じてC OP関連目標値やAPF関連目標値を変更させる制 を行うようにしてもよい。

 例えば、このようなCOP関連目標値やAPF関 目標値としては、冷房運転が行われる回路 続状態の場合の値と、暖房運転が行われる 路接続状態の場合の値と、の2つの異なるCOP 関連目標値やAPF関連目標値を定めて運転する ようにしてもよい。

 本発明を利用すれば、使用条件が異なる 合であってもCOPを好適化させることができ ため、異なる条件下においても空気調和装 を省エネ運転させたい場合に特に有用であ 。