JP5407342B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の制御に関するものである。

従来の空気調和装置では、暖房能力を向上させるために、圧縮機駆動用のモータの電流位相を進み方向にずらせることにより、モータのロータ磁束をモータコイルで発生する磁束で弱め、最高回転数を上昇させて、暖房能力を増加させている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２７２８２３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、圧縮機最高回転数を上げるために、モータ電流の位相を大きく進める必要があるが、モータ電流の位相を進めるとトルクが減少し、高負荷時に電流値が著しく上昇したり（駆動回路の破壊防止で、電流値が著しく上昇すると停止させている）、脱調してしまうことがある。そのために、最大負荷時にも脱調したり、モータ電流の著しい上昇を抑えるためにモータ電流位相進角を小さく設定する必要があり、結果的に圧縮機最高回転数が上げられず、最大暖房能力の増加が少なくなるという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、脱調等を防止して最大暖房能力を向上させることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の空気調和装置は、室内機の室内熱交換器温度を検知する室内熱交換器温度検知装置と、圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する圧縮機吐出温度検知装置を設け、前記室内熱交換器温度検知装置の検知温度と前記圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温が小さい場合は、圧縮機最高回転数を低めに設定する構成としたものである。

これによって、圧縮機吸入側の湿り状態（液相成分の割合）を判断することにより、湿り量（液相）が多く圧縮機に負荷がかかる時には、目標圧縮機最高回転数を低く設定する。湿り量が減り（気相成分が多くなり）圧縮機負荷が小さくなった時には、目標圧縮機最高回転数を高く設定し、暖房能力を向上させることができる。さらに、圧縮機吸入側が湿り状態の時にはモータ電流の位相進角を弱め、湿り量が減って低負荷の状態では位相進角を大きくすることで、脱調を防ぎ、能力向上を図ることが可能となる。

本発明の空気調和装置は、最適なモータ電流位相と回転数を圧縮機に供給することにより、脱調を防止し、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性が高い空気調和装置が供給できる。

第１の発明は、モータで駆動される圧縮機、室外熱交換器、室外送風機を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機を接続した空気調和装置であって、前記室内機には室内熱交換器温度を検知する室内熱交換器温度検知装置を、前記室外機には前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する圧縮機吐出温度検知装置をさらに設け、前記
室内熱交換器温度検知装置の検知温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、この値から圧縮機モータの回転数を制御するものである。このとき差温が小さい場合は圧縮機の吸入が湿り状態であり圧縮機負荷が高いので、圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定することで、圧縮機電流の著しい増加や脱調による機器の停止を防止することができる。また、差温が大きい場合には負荷は小さいので、圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定させても、圧縮機電流の著しい増加や脱調によって機器が停止することなく、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。

第２の発明は、特に第１の発明の空気調和装置において、室内熱交換器温度検知装置の検知温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、圧縮機モータの電流位相と圧縮機モータの回転数を制御するものである。これによって、差温が小さい場合は圧縮機の吸入が湿り状態であり圧縮機負荷が高いため、圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、かつ圧縮機モータの電流位相をやや低めに設定し、差温が大きくなると圧縮機最高回転数（目標回転数）と圧縮機モータ電流位相を高く設定させることにより、圧縮機電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明の空気調和装置において、室外吸い込み温度を検知する室外吸い込み温度検知装置を設け、室外気温が低い場合のみ、室内熱交換器温度検知装置の検知温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、これによって圧縮機モータを制御するものである。前記差温が小さい場合、すなわち圧縮機の吸入が湿り状態であり圧縮機負荷が高い場合には、圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、圧縮機モータの電流位相をやや低めに設定し、差温が大きくなると圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定するとともにモータ電流位相を大きく設定する。これによって、圧縮機モータ電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性が高い空気調和装置が供給できるとともに、より高暖房能力が必要な低外気温時に限定することで、更に効率よく制御を行うことが可能となる。

第４の発明は、特に第１〜第３の発明の空気調和装置において、圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検知する圧縮機吐出圧力検知装置を設け、圧縮機吐出圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、この値から圧縮機モータを制御するものである。これによって、圧縮機の吸入が湿り状態であり圧縮機負荷が高い場合には、圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、差温が大きくなると圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定させることにより、圧縮機電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。

第５の発明は、特に第１〜第３の発明の空気調和装置において、圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検知する圧縮機吸入圧力検知装置と圧縮機に吸入される冷媒の温度を検知する圧縮機吸入温度検知装置とを設け、圧縮機吸入圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と圧縮機吸入温度検知温装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、この値から圧縮機モータを制御するものである。これによって、圧縮機の吸入が湿り状態であり圧縮機負荷が高い場合には、圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、差温が大きくなると圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定させることにより、圧縮機モータ電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形
態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和装置の冷凍サイクル図であり、図２は同制御ブロック図、図３は同空気調和装置の制御フローチャートである。

図１において、室外機１には圧縮機２と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、冷暖房切換用の四方弁５と、絞り装置６が設けられている。又、室外機１には室外の吸い込み温度を検出する室外吸い込み温度検知装置７と、圧縮機２から吐出される配管に圧縮機吐出温度Ｔｄを検知する圧縮機吐出温度検知装置８が設けられている。

一方、室内機９には室内送風機１０と、室内熱交換器１１と、室内熱交換器１１の温度を検出する室内熱交換器温度検知装置１２と、部屋の室温を検出する室内吸い込み温度検知装置１３と、居住者が希望する運転モード（冷房または暖房）、室温、運転あるいは停止、風量及び風向を設定できる運転設定装置１４が設けられている。

上記構成の冷凍サイクルにおいて、暖房運転時、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁５を介して室内熱交換器１１へと流れ、室内送風機１０の駆動により室内熱交換器１１にて室内空気と熱交換して凝縮液化し、次に絞り装置６を通過することにより減圧された冷媒は室外熱交換器３で蒸発した後に、四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される（冷房、除湿の説明は省略する）。

次に、本実施の形態における空気調和装置の制御の流れについて図２、図３を用いて説明する。

図２の制御ブロック図に示すように、本実施の形態における空気調和装置は、居住者が希望する運転モード切替スイッチ１６（冷房、ドライ、送風または暖房）などを含む運転設定装置１４と、各種温度検知装置と、これらからの信号を取り込み、運転を制御する制御装置２０と、該制御装置２０からの出力により運転される室内機１及び室外機９から構成されている。

また、制御装置２０は運転設定装置１４からの信号を記憶する運転モード記憶装置２１と、室内吸い込み温度検知装置１３、室内熱交換器温度検知装置１２、室外吸い込み温度検知装置７及び圧縮機吐出温度検知装置８の信号をサンプリング時間毎に受けて運転状況を判断する判定装置２２と、その信号により圧縮機２の駆動周波数や送風機の回転数を決定し、圧縮機２、室内送風機１０、室外送風機４等を駆動する出力リレー回路２３等を有している。

ここで、居住者が運転モード切替スイッチ１６で暖房を選択して運転を開始すると、制御装置２０は室内吸い込み温度検知装置１３の信号と室内温設定装置１７の差温信号により圧縮機の駆動周波数を決定し、出力リレー回路２３を介して圧縮機２を駆動する。

また、圧縮機２の駆動周波数は下記の（式１）に示すように、室内吸い込み温度検知装置１３の信号と室内温設定装置１７の差温信号と室外吸い込み温度検知装置７の値により、一義的に決まるようになっている。

すなわち、本実施の形態において（本発明の他の実施の形態においても同様とする）、圧縮機駆動周波数は、
圧縮機駆動周波数＝基本周波数Ａ［Ｈｚ］×負荷係数×外気温度補正係数 （式１）
によって一義的に求めるものとする。各々の外気温度に対する外気温度補正係数を下の（
表１）に示す。ここで、（表１）において外気温度は室外吸い込み温度検知装置７によって検出された温度である。

また、負荷係数は下の（表２）に示すように室内設定温設定装置１７によって設定された設定温度と室内吸い込み温度検知装置１３の検出値との差温によって定められる。

次に、図３に示すフローチャートに基づいて、本実施の形態における制御方法について説明する。まず、空気調和装置が運転を開始すると、圧縮機２のオイル吐出を抑制するために、運転開始後ある一定時間（ここでは例えば３分）圧縮機駆動周波数をある一定値（ここでは例えば３０Ｈｚ）で運転する（ＳＴＥＰ２，３）。そしてその後圧縮機２の圧縮機駆動周波数を上昇させる。

さらに、圧縮機吐出温度検知装置８によって圧縮機吐出温度Ｔｄを、室内熱交換器温度検知装置１２によって室内熱交換器温度Ｔｃをそれぞれ検出し（ＳＴＥＰ４，５）、これらの差温ＳＨ＝Ｔｄ−Ｔｃを算出する（ＳＴＥＰ６）。

このとき、圧縮機吐出温度Ｔｄと室内熱交換器温度Ｔｃの温度差ＳＨがある一定温度（ここでは例えば１０℃）未満の場合（ＳＴＥＰ７のＹＥＳ）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が湿り状態（液相成分が多い）と判断し、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ａ２４の値（ここでは例えば上限周波数設定値１００Ｈｚ）に制限する（ＳＴＥＰ８）。すなわち圧縮機の最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定する。そして、温度差ＳＨが前記一定温度以上（ここでは例えば１０℃）になると（ＳＴＥＰ７のＮＯ）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が乾き状態に変化した（気相成分が多い）と判断し、周波数設定装置ｂ２５の値（ここでは例えば上限周波数設定値１２０Ｈｚ）であるやや高い値に変更する（
ＳＴＥＰ９）。

以上のように本実施の形態の空気調和装置は、室内熱交換器温度検知装置１２の検知温度と圧縮機吐出温度検知装置８の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、この値から圧縮機モータの回転数を制御するものである。例えば、差温が小さい場合は圧縮機２の吸入が湿り状態であると判断する。この場合圧縮機負荷が高いので、圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、差温が大きくなると圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定する。

そしてこの構成によれば、圧縮機電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。

（実施の形態２）
本実施の形態における空気調和装置の冷凍サイクル図は第１の実施の形態と同様であるため説明は省略する。また本実施の形態においては、位相角度設定装置ｃ及び位相角度設定装置ｄを設けた点が実施の形態１と異なる。図４は本実施の形態における制御ブロック図、図５は圧縮機周波数と位相角度設定の関係を表す図、図６は制御フローチャートである。以下、第１の実施の形態と同じ部分については同様の符号を用いて説明し、また同様の点については説明を省略する。

図４に示すように、制御装置２０には、位相角度設定装置ｃ２６及び位相角度設定装置ｄ２７が設けられ、圧縮機モータ電流の位相角度を設定し、電流の位相を制御する。また、圧縮機２の駆動周波数は実施の形態１と同様に（式１）によって一義的に決定される。

また、圧縮機モータ電流の位相進角βは、図５に示すように圧縮機回転数により一義的に設定する。すなわち、圧縮機周波数が４５Ｈｚ（Ａ点）までは、位相角度設定装置による設定値の如何に関わらず図６に示すように電流位相進角βを変化させる。そして、圧縮機周波数が４５Ｈｚ（Ａ点）を越えると、圧縮機周波数の増加に伴って電流位相進角βを増加させ、圧縮機周波数が１００Ｈｚ以上では位相角度設定装置で設定した最大位相進角設定値となるようにする。したがって、設定した最大位相進角によってＡ点からの傾きが変化することとなる。

次に、本実施の形態の空気調和装置の制御について図６のフローチャートを用いて説明する。

圧縮機吐出温度検知装置８の検出値Ｔｄと室内熱交換器温度検知装置１２の検出値Ｔｃの温度差ＳＨがある一定温度（ここでは例えば１０℃）未満の場合（ＳＴＥＰ７のＹＥＳ）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が湿り状態（液相成分が多い）で負荷が大きいと判断し、最大位相角度βを位相角度設定装置ｃ２６の値（ここでは例えばβ１＝４５ｄｅｇ）に制限する（ＳＴＥＰ１１）。このとき同時に圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ａ２４の値（ここでは例えば圧縮機周波数ｍａｘ１００Ｈｚ）に制限する（ＳＴＥＰ８）。

また、温度差ＳＨがある一定温度以上（ここでは例えば１０℃）になると（ＳＴＥＰ７のＮＯ）、圧縮機の吸入の冷媒の状態が乾き状態に変化した（気相成分が多い）と判断する。すなわち、この場合負荷が小さいものとして、最大位相角度を位相角度設定装置ｄ２７の値（ここでは例えばβ２＝５５ｄｅｇ）に変更し（ＳＴＥＰ１２）、かつ、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ｂ２５の値（ここでは例えば圧縮機周波数ｍａｘ１２０Ｈｚ）に変更する（ＳＴＥＰ９）。

上記制御においてβ１＜β２であり、β１、β２と同時に設定する圧縮機周波数の上限
値は、β１に対応するもの（１００Ｈｚ）の方がβ２のそれ（１２０Ｈｚ）より小さい。

以上のように本実施の形態の空気調和装置は、室内熱交換器温度検知装置１２の検知温度Ｔｃと圧縮機吐出温度検知装置８の検知温度Ｔｄとの差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、この値から圧縮機モータ電流の位相角度と回転数を制御するものである。

例えば、差温ＳＨが小さい場合は圧縮機２の吸入側が湿り状態であり圧縮機負荷が大きいので、圧縮機モータ電流の位相角度βと圧縮機駆動周波数すなわち圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、差温ＳＨが大きくなると圧縮機モータ電流の位相角度βと圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定する。

圧縮機吸入側が湿り状態の場合は圧縮機に負荷がかかり、トルクが必要となる。そこで、圧縮機モータの最大位相角度を低めに設定することで、トルクを増加させることができる。さらに、圧縮機吸入側が乾きの状態に変化すると、圧縮機の負荷が弱まり、必要トルクが減少する。この場合、圧縮機モータ電流の最大位相角度を高めに設定することにより回転数が上がりやすくなるとともにトルクが下がる。

本実施の形態においては、上記のように制御することで、圧縮機モータ電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなるため、最大暖房能力を向上させて、快適性と信頼性の高い空気調和装置を供給することができるとともに、圧縮機モータ電流の位相角度の最大値設定を更に行うことで効果的に必要トルクを得ることが可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態の空気調和装置は、室外吸い込み温度を検知する室外吸い込み温度検知装置を設け、室外気温が低い場合のみ、室内熱交換器温度検知装置の検知温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、これによって圧縮機モータの回転数と圧縮機モータの位相電流のうち少なくとも一つを制御するものである。

本実施の形態にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図は第１の実施の形態の図１と、制御ブロック図については第２の実施の形態の図４と同様なので説明は省略する。また、図５は圧縮機周波数と位相角度設定の関係を表す図、図７は制御フローチャートである。

本実施の形態における空気調和装置の制御の流れについて図７の制御フローチャートを用いて説明する。

本実施の形態では、最大位相角度及び圧縮機上限周波数の設定時に、室外気温による条件を設けた点が第２の実施の形態と異なる。

すなわち、室外吸い込み温度検知装置７により検出した室外気温（Ｔｏｕｔ）が比較的に高い場合（ＳＴＥＰ２２のＹＥＳ）は（ここでは例えば５℃以上）、比較的暖房負荷が低いために、圧縮機回転数を低く設定できるために（暖房能力が少なくてすむので）、最大位相角度を位相角度設定装置ｃ２６の値（ここでは例えばβ１＝４５ｄｅｇ）に設定する（ＳＴＥＰ２３）。さらに圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ａ２４の値（ここでは例えば上限周波数設定値１００Ｈｚ）に設定する（ＳＴＥＰ２４）。

しかし、室外気温度が低くなると（ＳＴＥＰ２２のＮＯ）（ここでは例えば５℃未満）、高い暖房能力が必要となって暖房負荷が上がり、圧縮機回転数をあげる必要が出てくる。従ってこのような場合には、圧縮機吐出温度検知装置８による検知温度Ｔｄと室内熱交換器温度検知装置１２による検知温度Ｔｃの温度差ＳＨによって更に負荷の軽重を判断し
、最大位相角度βと圧縮機周波数（圧縮機最高回転数）の設定を行う。

以上のように本実施の形態においては、室外気温が低い場合にのみ、室内熱交換器温度検知装置１２の検知温度Ｔｃと圧縮機吐出温度検知装置８の検知温度Ｔｄとの差温により圧縮機吸入の湿り状態を予測し、この値から圧縮機モータの電流位相角度と回転数を制御するものである。

すなわち、室外気温が低くなると暖房負荷が増大し、圧縮機周波数を高く設定する必要があり、また、差温が小さい場合は圧縮機の吸入が湿り状態であり圧縮機負荷が高いので、圧縮機モータ電流の位相角度と圧縮機最高回転数（目標回転数）をやや低めに設定し、差温が大きくなると圧縮機モータ電流の位相角度と圧縮機最高回転数（目標回転数）を高く設定する。

上記のように負荷の軽重による制御をおこなうことで、圧縮機電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。また本実施の形態においては、圧縮機モータ電流の位相角度と圧縮機最高回転数の設定条件に室外気温Ｔｏｕｔの値を更に用いることで、より的確な負荷判断が可能となり、快適性・信頼性の向上を図ることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態の空気調和装置は、圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検知する圧縮機吐出圧力検知装置設け前記圧縮機吐出圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と圧縮機吐出温度検知温装置の検知温度との差温により圧縮機モータの回転数を制御するとしたものである。

図８は、本実施の形態４における空気調和装置の冷凍サイクル図、図９は制御ブロック図、図１０は制御フローチャートである。

上記実施の形態と同様の構成部分については同じ符号を用い、同様の部分については説明を省略する。

図８に示すように、本実施の形態の空気調和装置は圧縮機吐出圧力検知装置２８を備え、圧縮機の吐出側の圧力（Ｐｄ）を検知するとともに、吐出温度検知装置８によって吐出温度（Ｔｄ）を検知する。

また、図９に示すように圧縮機吐出温度検知装置８、吐出圧力検知装置２８等からの検知信号は、空気調和装置の制御装置２０に設けられた判定装置２１によって判定され、その判定結果に基づいて周波数設定、位相角度の設定が行われる。

次に、本実施の形態における空気調和装置の制御について、図１０のフローチャートを用いて説明する。

図１０のＳＴＥＰ２２において室外気温（Ｔｏｕｔ）が比較的に高い場合は（ここでは例えば５℃以上）（ＳＴＥＰ２２のＮＯ）、比較的暖房負荷が低いために、圧縮機回転数を低く設定できるために、最大位相角度を位相角度設定装置ｃ２６の値、は例えばβ１＝４５ｄｅｇに設定し（ＳＴＥＰ２３）、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ａ２４の値、例えば上限周波数設定値１００Ｈｚに設定する（ＳＴＥＰ２４）。そして、室外気温度が低くなると（ここでは例えば５℃未満）（ＳＴＥＰ２２のＮＯ）、高い暖房能力が必要となって暖房負荷が上がり、圧縮機回転数をあげる必要が出てくる。

そこで本実施の形態では、圧縮機吐出温度検知装置８（Ｔｄ）と圧縮機吐出圧力検知装置２８（Ｐｄ）の値から計算される飽和温度（Ｐｄ換算値）との温度差ＳＨ（Ｔｄ−Ｐｄ換算値）（ＳＴＥＰ４，３１，３２）を算出し、この算出値によって圧縮機２のモータ電流位相及び最高回転数を設定する。すなわち、該差温ＳＨがある一定温度未満（ここでは例えば１０℃）の場合（ＳＴＥＰ７のＮＯ）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が湿り状態（液相成分が多い）と判断し、最大位相角度を位相角度設定装置ｃ２６の値（ここでは例えばβ１＝４５ｄｅｇ）に制限し（ＳＴＥＰ１１）、かつ、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ａ２４の値（ここでは例えば上限周波数設定値１００Ｈｚ）に制限する（ＳＴＥＰ８）。そして、温度差ＳＨがある一定温度以上（ここでは例えば１０℃）になると（ＳＴＥＰ７のＹＥＳ）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が乾き状態に変化した（気相成分が多い）と判断し、最大位相角度を位相角度設定装置ｄ２７の値（ここでは例えばβ２＝５５ｄｅｇ）に変更し（ＳＴＥＰ１２）、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ｂ２５の値（ここでは例えば上限周波数設定値１２０Ｈｚ）に変更する（ＳＴＥＰ９）。

以上のように本実施の形態における空気調和装置は、圧縮機吐出圧力検知装置２８の検知圧力から換算される飽和温度（Ｐｄ換算値）と圧縮機吐出温度検知装置８の検知温度Ｔｄとの差温により圧縮機吸入の湿り状態を予測し、この値から圧縮機モータ電流の位相角度と回転数を制御するものである。

そしてこの構成によれば、第３の実施の形態と同様に、圧縮機吸入が湿り状態となって圧縮機に負荷がかかり、トルクが必要な場合には圧縮機モータ電流の最大位相角度を低めに設定し、圧縮機吸入が乾きの状態に変化して圧縮機の負荷が弱まり、必要トルクが減少するような状況では、圧縮機モータ電流の最大位相角度を高めに設定することにより、圧縮機電流の著しい増加や脱調による機器の停止がなくなり、最大暖房能力を向上させ、快適性と信頼性の高い空気調和装置を供給することができる。さらに本実施の形態では、室外気温が低い場合にのみ差温ＳＨを求めて負荷状況を判断するため、より的確な負荷判断が可能となり、快適性・信頼性の向上を図ることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態の空気調和装置は、圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検知する圧縮機吸入圧力検知装置と圧縮機に吸入される冷媒の温度を検知する圧縮機吸入温度検知装置とを設け、圧縮機吸入圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と前記圧縮機吸入温度検知温装置の検知温度との差温により前記圧縮機モータの電流位相角度と回転数を制御するとしたものである。

図１１は、本実施の形態５における空気調和装置の冷凍サイクル図、図１２は制御ブロック図、図１３は制御フローチャートである。

上記実施の形態と同様の構成部分については同じ符号を用い、同様の部分については説明を省略する。

図１１に示すように、本実施の形態の空気調和装置は圧縮機吸入温度検知装置２９および吸入圧力検知装置３０を備え、圧縮機２の吸入温度（Ｔｓ）と吸入圧力（Ｐｓ）をそれぞれ検知する。

また、図１２に示すように前記圧縮機吸入温度検知装置２９や吸入圧力検知装置２０からの信号は、空気調和装置２０に設けられた判定装置２１に入力・判定され、その判定結果に基づいて圧縮機２の周波数設定、圧縮機モータ電流の位相角度の設定が行われる。

次に、本実施の形態における空気調和装置の制御について、図１３のフローチャートを
用いて説明する。

図１３に示す制御フローチャートにおいて、ＳＴＥＰ４１〜ＳＴＥＰ４３では、圧縮機吸入温度検知装置２９（Ｔｓ）と圧縮機吸入圧力検知装置３０（Ｐｓ）の値から計算される飽和温度（Ｐｓ換算値）との温度差ＳＨ（Ｔｓ−Ｐｓ換算値）を算出する。そして、この算出値ＳＨがある一定温度未満（ここでは例えば１０℃）の場合（ＳＴＥＰ７のＹＥＳ）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が湿り状態（液相成分が多い）と判断し、最大位相角度を位相角度設定装置ｃ２６の値（ここでは例えばβ１＝４５ｄｅｇ）に制限し（ＳＴＥＰ１１）、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ａ２４の値（ここでは例えば上限周波数設定値１００Ｈｚ）に制限する（ＳＴＥＰ８）。また、温度差ＳＨがある一定温度以上（ここでは例えば１０℃）になると（ＳＴＥＰ７）、圧縮機２の吸入の冷媒の状態が乾き状態に変化した（気相成分が多い）と判断し、最大位相角度を位相角度設定装置ｄ２７の値（ここでは例えばβ２＝５５ｄｅｇ）に変更し（ＳＴＥＰ１０４）、圧縮機駆動周波数の上限を周波数設定装置ｂ２５の値（ここでは例えば上限周波数設定値１２０Ｈｚ）に変更する（ＳＴＥＰ９）。

以上のように本実施の形態では、圧縮機吸入圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と圧縮機吸入温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機吸入の湿り状態を判断し、必要トルクの大小を判断して、圧縮機モータ電流の位相角度と圧縮機回転数を制御するものである。

これによって、電流の著しい増加や脱調による機器の停止を防止し、最大暖房能力を向上させることができ、快適性と信頼性の高い空気調和装置が供給できる。

本発明の空気調和装置は、負荷により圧縮機モータの電流位相と回転数を制御し、暖房最大能力を向上させることができるので、ルームエアコンはもちろん大型空調装置等の種々の冷凍サイクル装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和装置の冷凍サイクル図 同空気調和装置の制御ブロック図 同空気調和装置の制御フローチャート 本発明の実施の形態２における空気調和装置の制御ブロック図 圧縮機周波数と圧縮機モータ電流の位相角度設定の関係を表す図 本発明の実施の形態２における空気調和装置の制御フローチャート 本発明の実施の形態３における空気調和装置の制御フローチャート 本発明の実施の形態４における空気調和装置の冷凍サイクル図 同空気調和装置の制御ブロック図 同空気調和装置のフローチャート 本発明の実施の形態５における空気調和装置の冷凍サイクル図 同空気調和装置の制御ブロック図 同空気調和装置のフローチャート

１ 室外機
２ 圧縮機
３ 室外熱交換器
４ 室外送風機
５ 四方弁
６ 絞り装置
７ 室外吸い込み温度検知装置
８ 圧縮機吐出温度検知装置
９ 室内機
１０ 室内送風機
１１ 室内機熱交換器
１２ 室内熱交換器温度検知装置
１３ 室内吸い込み温度検知装置
１４ 運転設定装置
２０ 制御装置
２８ 圧縮機吐出圧力検知装置
２９ 圧縮機吸入温度検知装置
３０ 圧縮機吸入圧力検知装置

Claims (5)

1. モータで駆動される圧縮機、室外熱交換器、室外送風機を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機を接続した空気調和装置であって、前記室内機には室内熱交換器温度を検知する室内熱交換器温度検知装置を、前記室外機には前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する圧縮機吐出温度検知装置をさらに設け、前記室内熱交換器温度検知装置の検知温度と前記圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温が小さい場合は、圧縮機最高回転数を低めに設定することを特徴とする空気調和装置。
2. 室内熱交換器温度検知装置の検知温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温が小さい場合は、圧縮機最高回転数を低めに設定し、かつ、圧縮機モータの電流位相を低めに設定することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 室外吸い込み温度検知装置の検知温度によって、圧縮機モータを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検知する圧縮機吐出圧力検知装置を設け、前記圧縮機吐出圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と圧縮機吐出温度検知装置の検知温度との差温により圧縮機モータを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
5. 圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検知する圧縮機吸入圧力検知装置と圧縮機に吸入される冷媒の温度を検知する圧縮機吸入温度検知装置とを設け、前記圧縮機吸入圧力検知装置の検知圧力から換算される飽和温度と前記圧縮機吸入温度検知装置の検知温度との差温により前記圧縮機モータを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。