JP7035677B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関わり、特に利用側ユニットで要求される空調能力に基づいて圧縮機を制御する空気調和装置に関する。

従来、１台の熱源側ユニットに複数台の利用側ユニットが冷媒配管で接続され、全ての利用側ユニットで同時に冷房運転あるいは暖房運転を行う空気調和装置では、各利用側ユニットで要求される冷房能力あるいは暖房能力といった空調能力に基づいて、圧縮機の回転数が決定される。例えば、特許文献１に記載されているのは、熱源側ユニットが室外機であり、複数台の利用側ユニットが室内機である空気調和装置であって、冷房運転時は、蒸発器として機能する各室内機の利用側室内熱交換器である室内熱交換器における蒸発温度が、各室内機で要求される冷房能力のうちのもっとも大きい能力である最大冷房能力を満足するために必要な蒸発温度である目標蒸発温度となるように、圧縮機の回転数が制御される。また、暖房運転時では、凝縮器として機能する各室内機の室内熱交換器における凝縮温度が、各室内機で要求される暖房能力のうちのもっとも大きい能力である最大暖房能力を満足するために必要な凝縮温度である目標凝縮温度となるように、圧縮機の回転数が制御される。

一方、空気調和装置の各室内機では、冷房運転時では、蒸発器として機能している室内熱交換器の冷媒出口側の冷媒過熱度が、各室内機で要求される冷房能力を満足するために必要な冷媒加熱度である目標冷媒過熱度となるように、利用側膨張弁である室内機膨張弁の開度が調整される。ここで、冷媒過熱度は、蒸発温度から室内熱交換器が蒸発器として機能しているときの冷媒出口側の冷媒温度を減じることで求められる。このため、蒸発温度が変化すれば冷媒過熱度も変化する。

また、暖房運転時では、凝縮器として機能している室内熱交換器の冷媒出口側の冷媒過冷却度が、各室内機で用求される冷房能力を満足するために必要な冷媒過冷却度である目標冷媒過冷却度となるように、室内機膨張弁の開度が調整される。ここで、冷媒過冷却度は、凝縮温度から室内熱交換器が凝縮器として機能しているときの冷媒出口側の冷媒温度を減じることで求められる。このため、凝縮温度が変化すれば冷媒過冷却度も変化する。

以上のことから、空気調和装置１が冷房運転を行っているときに最大冷房能力が変化すれば、圧縮機の回転数が変更され、圧縮機の回転数の変更によって蒸発温度が変化する。このとき、各室内機では、蒸発温度が変化したことによって冷媒過熱度が変化するので、変化した冷媒過熱度を目標冷媒過熱度とするために、室内機膨張弁の開度が調整される。

また、空気調和装置１が暖房運転を行っているときに最大暖房能力が変化すれば、圧縮機の回転数が変更され、圧縮機の回転数の変更によって凝縮温度が変化する。このとき、各室内機では、凝縮温度が変化したことによって冷媒過冷却度が変化するので、変化した冷媒過冷却度を目標冷媒過冷却度とするために、室内機膨張弁の開度調整がなされる。

特開平２－５７８７５号公報

以上説明した空気調和装置のように、各利用側ユニットで要求される最大冷房能力や最大暖房能力（以降、まとめて最大空調能力と記載する場合がある）が変更となる度に圧縮機の回転数が変更されるとともに、各利用側ユニットで利用側膨張弁の開度調整がなされるものでは、次に記載する問題点があった。

利用側ユニットが、室内温度（以降、吸込温度と記載する場合がある）の変化が早い小さい部屋に設置されている室内機や、冷媒と熱交換させた後に室内に吹き出される外気の温度である吹出温度を目標温度とするように制御される外気処理機である場合は、室内温度の変化が遅い大きな部屋に設置されている室内機と比べて、利用側膨張弁の開度が変化することによって利用側熱交換器における熱交換量が変化した影響が、室内温度や吹出温度に早く現れる。つまり、圧縮機の回転数の変化に追随して室内温度や吹出温度が早く変化する。

圧縮機の回転数の変化に追随して室内温度や吹出温度が早く変化する利用側ユニットが、要求する空調能力を変更しこの変更した空調能力が空気調和装置において最大空調能力となる場合は、圧縮機の回転数が変更されたのと同時に、当該利用側ユニットにおいても、圧縮機の回転数の変更に伴って変化した冷媒過熱度あるいは冷媒過冷却度（以降、まとめて運転状態量と記載する場合がある）が、新たな空調能力に基づいて決定された目標冷媒過熱度あるいは目標冷媒過冷却度（以降、まとめて目標運転状態量と記載する場合がある）となるように、利用側膨張弁の開度調整が開始される。

圧縮機の回転数を変化させると、圧縮機の吐出圧力や吸入圧力が変化するが、これら各圧力は圧縮機の回転数を変化させてから一定時間（例えば、３分間）が経過すれば、変化後の圧縮機の回転数に応じた圧力値に落ち着く。しかし、圧縮機の回転数変更と同時に利用側膨張弁の開度調整を開始してしまうと、吐出圧力や吸入圧力が変化している、つまり、吐出圧力に相関する凝縮温度や吸入圧力に相関する蒸発温度が変化している最中に、目標運転状態量となるように利用側膨張弁の開度を調整することとなる。

例えば、空気調和装置が暖房運転を行っているときに、上述した利用側ユニットで要求する暖房能力が低下し、かつ、これが最大暖房能力である場合は、圧縮機の回転数を低下させるが、これによって吐出圧力が低下して凝縮温度も低下するので、利用側熱交換器における冷媒過冷却度が小さくなる。このとき、圧縮機の回転数低下に伴う吐出圧力の低下は、圧縮機の回転数を低下させ始めてから新たな暖房能力に応じた回転数となったときの吐出圧力まで低下するのに一定時間かかるため、利用側熱交換器の冷媒出口側における冷媒過冷却度も、この一定時間をかけて新たな圧縮機の回転数となったときの吐出圧力に応じた値まで低下する。

一方、利用側ユニットでは、最大暖房能力の低下に伴って目標冷媒過冷却度が大きくされるが、上記のように利用側熱交換器における冷媒過冷却度は圧縮機の回転数を低下させ始めてから一定時間の間は低下し続けるので、この冷媒過冷却度を新たな目標冷媒過冷却度とするために、利用側膨張弁の開度が現在の開度より小さくされ続ける。このように、利用側膨張弁の開度調整を行って、吐出圧力が変更後の圧縮機の回転数に応じた値に落ち着いたときは、利用側膨張弁の開度が小さくされ過ぎて室内温度や吹出温度が目標温度より低い温度となってしまう。

上記の状態で再び要求する暖房能力を算出すると、現在の値より大きい暖房能力となる。この暖房能力を実現するために圧縮機の回転数が高くされ、これと同時に利用側膨張弁の開度調整も開始される。この場合は、圧縮機の回転数を上昇させてから一定時間が経過するまでは吐出圧力が上昇し続けて凝縮温度も上昇し続けるので、利用側熱交換器における冷媒過冷却度が大きくなり続ける。一方、利用側ユニットでは、暖房能力の上昇に伴って目標冷媒過冷却度が小さくされるが、上記のように利用側熱交換器における冷媒過冷却度は圧縮機の回転数上昇に伴って大きくなり続けているので、この冷媒過冷却度を新たな目標冷媒過冷却度とするために、利用側膨張弁の開度が現在の開度より大きくされ続ける。このように、利用側膨張弁の開度調整を行って、吐出圧力が変更後の圧縮機の回転数に応じた値に落ち着いたときは、利用側膨張弁の開度が大きくされ過ぎて室内温度や吹出温度が目標温度より高い温度となってしまう。

以上説明したように、圧縮機の回転数の変化に追随して室内温度や吹出温度が早く変化する利用側ユニットにおいて、圧縮機の回転数の変化と同時に利用側膨張弁の開度調整を開始すれば、室内温度や吹出温度が目標温度より高くなる状態や低くなる状態を数回繰り返しながら目標温度に近づいていくため、室内温度や吹出温度が目標温度となるまでに時間がかかるという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、利用側膨張弁の開度制御に起因する吹出温度あるいは吹出温度のハンチングを防止して、これら各温度が目標温度となるまでの時間を短縮する空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機を有する熱源側ユニットと、利用側熱交換器と利用側膨張弁とを有する複数台の利用側ユニットと、圧縮機や利用側膨張弁を制御する制御手段とを有する。熱源側ユニットは、圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段とを有する。また、利用側ユニットは、利用側ユニットに吸入される空気の温度である吸込温度を検出する吸込温度検出手段と、利用側熱交換器で冷媒と熱交換を行って利用側ユニットから吹き出される空気の温度である吹出温度を検出する吹出温度検出手段のうち、少なくともいずれか一方を有する。制御手段は、各利用側ユニットで設定される空調運転の目標温度と、吸込温度あるいは吹出温度のうちのいずれか一方との温度差に基づいて、各利用側ユニットが要求する空調能力と、利用側膨張弁の制御パラメータとなる目標運転状態量を決定する。そして、制御手段は、各利用側ユニットで要求される空調能力のうちのもっとも大きい空調能力である最大空調能力に基づいて圧縮機の回転数を決定し、最大空調能力が変更され、最大空調能力の変更に伴って圧縮機の回転数が変化したとき、圧縮機の回転数が変化した時点以降に連続して検出した２つ以上の吐出圧力あるいは吸入圧力の圧力差が所定圧力差より小さい圧力安定状態となってから、目標運転状態量に基づいた利用側膨張弁の開度調整を開始する。

上記のような本発明の空気調和装置は、圧縮機の回転数を変更してから吐出圧力あるいは吸入圧力が安定する圧力安定状態となるのを待って、利用側膨張弁の開度調整を開始する。これにより、利用側膨張弁の開度制御に起因する吸込温度あるいは吹出温度のハンチングを防止して、これら各温度が目標温度となるまでの時間を短縮することができる。

本発明の実施形態における空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段、室内機制御手段、および、外気処理機制御手段の各ブロック図である。 圧縮機の回転数と室内機膨張弁に与えるパルス数と吹出温度の時間変化を示す図であり、（Ａ）は従来の制御方法によるもの、（Ｂ）が本発明の実施形態によるものである。 本発明の実施形態における、空気調和装置で実行される制御に関わるフローチャートであり、（Ａ）は室外機制御手段が実行する処理を表し、（Ｂ）は室内機制御手段あるいは外気処理機制御手段が実行する処理を表している。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に９台の室内機と１台の外気処理機とが並列に接続され、全ての室内機および外気処理機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。また、室外機が本発明の熱源側ユニットであり、９台の室内機および外気処理機が本発明の利用側ユニットである。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された９台の室内機５ａ（図１（Ａ）では、これらのうちの２台のみを描画している）および１台の外気処理機５ｂとを備えている。より詳細には、室外機２の閉鎖弁２５と各室内機５ａの液管接続部５３ａおよび外気処理機５ｂの液管接続部５３ｂとが液管８で接続されている。また、室外機２の閉鎖弁２６と各室内機５ａのガス管接続部５４ａおよび外気処理機５ｂのガス管接続部５４ｂとがガス管９で接続されている。このように、室外機２と９台の室内機５ａおよび１台の外気処理機５ｂとが液管８およびガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が形成されている。

＜室外機の構成＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外機膨張弁２４と、液管８が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２７と、室外機ファン２８と、室外機制御手段２００とを備えている。そして、室外機ファン２８と室外機制御手段２００とを除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路２０を形成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる高圧容器型の能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２７の冷媒流出側と吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒回路１０における冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２７の冷媒流入側と冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、後述する室外機ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と冷媒とを熱交換させるものである。上述したように、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と四方弁２２のポートｂとが冷媒配管４３で接続されている。また、室外熱交換器２３の他方の冷媒出入口と閉鎖弁２５とが室外機液管４４で接続されている。室外熱交換器２３は、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は凝縮器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は蒸発器として機能する。

室外機膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外機膨張弁２４は図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量が調整される。室外機膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じてその開度が調整され、冷房運転を行っている場合はその開度が全開とされる。

アキュムレータ２７は、前述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２７は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。

室外機ファン２８は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外機ファン２８は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸込温度センサ３４とが設けられている。尚、吐出圧力センサ３１が本発明の吐出圧力検出手段であり、吸入圧力センサ３２が本発明の吸入圧力検出手段である。

室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外機膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

記憶部２２０は、例えばフラッシュメモリであり、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外機ファン２８の駆動状態、室外機膨張弁２４に与えるパルス数、各室内機５ａから送信される運転情報（運転／停止情報、冷房／暖房等の運転モード、後述する冷房要求能力や暖房要求能力など）などを記憶する。通信部２３０は、各室内機５ａや外気処理機５ｂとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

ＣＰＵ２１０は、センサ入力部２４０を介して各種センサでの検出値を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込むとともに、各室内機５ａから送信される運転情報を含む信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、これら入力された各種情報に基づいて、室外機膨張弁２４の開度調整、圧縮機２１や室外機ファン２８の駆動制御、四方弁２２の切り換え制御などを行う。

＜室内機の構成＞
次に、９台の室内機５ａについて説明する。９台の室内機５ａは全て同じ構成を有しており、室内熱交換器５１ａと、室内機膨張弁５２ａと、液管接続部５３ａと、ガス管接続部５４ａと、室内機ファン５５ａと室内機制御手段５００ａとを備えている。そして、室内機ファン５５ａおよび室内機制御手段５００ａを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０ａを構成している。尚、室内熱交換器５１ａが本発明の利用側熱交換器であり、室内機膨張弁５２ａが本発明の利用側膨張弁である。

室内熱交換器５１ａは、後述する室内機ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気と冷媒とを熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口と液管接続部５３ａとが室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口とガス管接続部５４ａとが室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内機膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内機膨張弁５２ａは図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整されることで、室内熱交換器５１ａに流入する冷媒量、あるいは、室内熱交換器５１ａから流出する冷媒量が調整される。具体的には、室内機膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、室内機膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで要求される冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

室内機ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内機ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ放出する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内機膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ａが備えられている。尚、吸込温度センサ６３ａが本発明の吸込温度検出手段である。

また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。室内機制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａと、センサ入力部５４０ａとを備えている。

記憶部５２０ａは、例えばフラッシュメモリであり、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者により設定される運転情報などを記憶する。通信部５３０ａは、室外機２との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ａは、室内機５ａの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ａに出力する。

ＣＰＵ５１０ａは、前述した室内機５ａの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信するとともに、室外機２が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部５３０ａを介して室外機２から受信する。ＣＰＵ５１０ａは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機２から送信された信号に基づいて、室内機膨張弁５２ａの開度調整や、室内機ファン５５ａの駆動制御を行う。

＜外気処理機の構成＞
次に、外気処理機５ｂについて説明する。外気処理機５ｂは、後述する外気処理熱交換器５１ｂにおいて冷媒と取り込んだ外気とを熱交換をさせて部屋に吹き出すものであり、外気を部屋に取り込んで部屋の換気を行いつつ、取り込んだ外気によって使用者が不快に感じないように、冷媒と熱交換を行って外気処理機５ｂから吹き出される外気の温度である吹出温度を、使用者が定める目標吹出温度（通常、室内温度付近の温度とされる）となるように制御されるものである。尚、吹出温度は、上記のように外気処理熱交換器５１ｂで冷媒と熱交換を行った直後の外気の温度であるため、ここまでに説明した各室内機５ａの吸込温度と比べて、外気処理熱交換器５１ｂでの熱交換量が変化した影響が早く現れる。

外気処理機５ｂは、外気処理熱交換器５１ｂと、外気処理機膨張弁５２ｂと、液管接続部５３ｂと、ガス管接続部５４ｂと、外気処理機ファン５５ｂと外気処理機制御手段５００ｂとを備えている。そして、外気処理機ファン５５ｂおよび外気処理機制御手段５００ｂを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす外気処理機冷媒回路５０ｂを構成している。尚、外気処理熱交換器５１ｂが本発明の利用側熱交換器であり、外気処理機膨張弁５２ｂが本発明の利用側膨張弁である。

外気処理熱交換器５１ｂは、外気処理機ファン５５ｂの回転により図示しない吸込口から外気処理機５ｂの内部に取り込まれた外気と冷媒とを熱交換させるものである。外気処理熱交換器５１ｂの一方の冷媒出入口と液管接続部５３ｂとが外気処理機液管７１ｂで接続され、他方の冷媒出入口とガス管接続部５４ｂとが外気処理機ガス管７２ｂで接続されている。外気処理熱交換器５１ｂは、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ｂやガス管接続部５４ｂは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

外気処理機膨張弁５２ｂは、外気処理機液管７１ｂに設けられている。外気処理機膨張弁５２ｂは図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整されることで、外気処理熱交換器５１ｂに流入する冷媒量、あるいは、外気処理熱交換器５１ｂから流出する冷媒量が調整される。具体的には、外気処理機膨張弁５２ｂは、外気処理熱交換器５１ｂが蒸発器として機能する場合、すなわち外気処理機５ｂが冷房運転を行う場合は、その開度は、外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口（ガス管接続部５４ｂ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、外気処理機膨張弁５２ｂは、外気処理熱交換器５１ｂが凝縮器として機能する場合すなわち外気処理機５ｂが暖房運転を行う場合は、その開度は、外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口（液管接続部５３ｂ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、外気処理機５ｂで要求される冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

外気処理機ファン５５ｂは樹脂材で形成されており、外気処理熱交換器５１ｂの近傍に配置されている。外気処理機ファン５５ｂは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から外気処理機５ｂの内部に外気を取り込み、外気処理熱交換器５１ｂにおいて冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室内へ放出する。

以上説明した構成の他に、外気処理機５ｂには各種のセンサが設けられている。外気処理機液管７１ｂにおける外気処理熱交換器５１ｂと外気処理機膨張弁５２ｂとの間には、外気処理熱交換器５１ｂに流入あるいは外気処理熱交換器５１ｂから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ｂが設けられている。外気処理機ガス管７２ｂには、外気処理熱交換器５１ｂから流出あるいは外気処理熱交換器５１ｂに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ｂが設けられている。外気処理機５ｂの図示しない吸込口付近には、外気処理機５ｂの内部に流入する外気の温度、すなわち外気処理機５ｂにおける吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ｂが備えられている。外気処理機５ｂの図示しない吹出口付近には、外気処理熱交換器５１ｂで冷媒と熱交換を行って外気処理機５ｂから部屋に吹き出される外気の温度、すなわち外気処理機５ｂにおける吹出温度を検出する吹出温度センサ６４ｂが備えられている。尚、吸込温度センサ６３ｂが本発明の吸込温度検出手段であり、吹出温度センサ６４ｂが本発明の吹出温度検出手段である。

また、外気処理機５ｂには、外気処理機制御手段５００ｂが備えられている。外気処理機制御手段５００ｂは、外気処理機５ｂの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ｂと、記憶部５２０ｂと、通信部５３０ｂと、センサ入力部５４０ｂとを備えている。

記憶部５２０ｂは、例えばフラッシュメモリであり、外気処理機５ｂの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者により設定される運転情報などを記憶する。通信部５３０ｂは、室外機２との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部５４０ｂは、外気処理機５ｂの各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ５１０ｂに出力する。

ＣＰＵ５１０ｂは、前述した外気処理機５ｂの各センサでの検出結果をセンサ入力部５４０ｂを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ｂは、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転情報やタイマー運転設定等を含んだ信号を図示しないリモコン受光部を介して取り込む。また、ＣＰＵ５１０ｂは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ制御信号を、通信部５３０ｂを介して室外機２に送信するとともに、室外機２が検出した吐出圧力等の情報を含む制御信号を通信部５３０ｂを介して室外機２から受信する。ＣＰＵ５１０ｂは、取り込んだ検出結果やリモコンおよび室外機２から送信された信号に基づいて、外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整や、外気処理機ファン５５ｂの駆動制御を行う。

尚、以上説明した室外機２の室外機制御手段２００と、各室内機５ａの室内機制御手段５００ａと、外気処理機５ｂの外気処理機制御手段５００ｂとで、本発明の制御手段が形成される。

＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明ではまず、空気調和装置１が冷房運転を行う場合について説明する。次に、空気調和装置１が暖房運転を行う場合について説明する。尚、図１（Ａ）における実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示しており、また、図１（Ｂ）における破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示して

＜冷房運転＞
空気調和装置１が冷房運転を行う場合は、図１（Ａ）に示すように、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するように、また、ポートｃとポートｄとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、各室内熱交換器５１ａと外気処理熱交換器５１ｂとが蒸発器として機能するとともに、室外熱交換器２３が凝縮器として機能する冷房サイクルとなる。

上記のような冷媒回路１０の状態で圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を介して室外熱交換器２３へと流入する。室外熱交換器２３へと流入した冷媒は、室外機ファン２８の回転によって室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から室外機液管４４へと流出した冷媒は、開度が全開とされている室外機膨張弁２４を通過し、閉鎖弁２５を介して液管８に流出する。

液管８を流れる冷媒は、液管接続部５３ａを介して各室内機５ａに、液管接続部５３ｂを介して外気処理機５１ｂに、それぞれ流入する。各室内機５ａに流入した冷媒は各室内機液管７１ａを流れ、室内熱交換器５１ａの各々の冷媒出口での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように開度が調整された各室内機膨張弁５２ａを通過する際に減圧される。また、外気処理機５１ｂに流入した冷媒は外気処理機液管７１ｂを流れ、外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように開度が調整された外気処理機膨張弁５２ｂを通過する際に減圧される。

ここで、各室内機５ａでの冷媒過熱度は、室外機２の吸入圧力センサ３２で検出した吸入圧力を用いて算出された蒸発温を取り込み、取り込んだ蒸発温度から各室内機５ａのガス側温度センサ６２ａで検出した冷媒温度を減じて求めることができる。また、各室内機５ａの目標冷媒過熱度は、使用者が設定した設定温度と吸込温度センサ６３ａで検出した室内温度との温度差に基づいて決定される。また、外気処理機５ｂでの冷媒過熱度は、室外機２の吸入圧力センサ３２で検出した吸入圧力を用いて算出された蒸発温を取り込み、取り込んだ蒸発温度から外気処理機５ｂのガス側温度センサ６２ｂで検出した冷媒温度を減じて求めることができる。また、目標冷媒過熱度は、使用者が設定した目標吹出温度と吹出温度センサ６４ｂで検出した吹出温度との温度差に基づいて決定される。尚、上記設定温度や目標吹出温度が、本発明の目標温度である。また、吸入圧力センサ３２で検出した吸入圧力、ガス側温度センサ６２ａ、および、ガス側温度センサ６２ｂで検出した冷媒温度はそれぞれ定期的、例えば、３０秒毎に取り込まれ、冷媒過熱度はこれら各値を取り込む度に算出される。また、目標冷媒過熱度は、冷媒過熱度を算出する間隔よりも長い間隔、例えば、３分毎に、設定温度と吸込温度との温度差、あるいは、目標吹出温度と吹出温度との温度差に基づいて決定される。

各室内機液管７１ａから各室内熱交換器５１ａに流入した冷媒は、各室内機ファン５５ａの回転により各室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。また、外気処理機液管７１ｂから外気処理熱交換器５１ｂに流入した冷媒は、外気処理機ファン５５ｂの回転により外気処理機５ｂの内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。このように、各室内熱交換器５１ａおよび外気処理熱交換器５１ｂがそれぞれ蒸発器として機能し、各室内熱交換器５１ａで冷媒と熱交換を行って冷却された室内空気、および、外気処理熱交換器５１ｂで冷媒と熱交換を行って冷却された外気が、それぞれの図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、９台の室内機５ａおよび外気処理機５ｂが設置された室内の冷房が行われる。

各室内熱交換器５１ａから各室内機ガス管７２ａに流出した冷媒は、各ガス管接続部５４ａを介してガス管９に流出する。また、外気処理熱交換器５１ｂから外気処理機ガス管７２ｂに流出した冷媒は、ガス管接続部５４ｂを介してガス管９に流出する。ガス管９で合流し閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２７、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

＜暖房運転＞
空気調和装置１が暖房運転を行う場合は、図１（Ａ）に示すように、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するように、また、ポートｂとポートｃとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、各室内熱交換器５１ａと外気処理熱交換器５１ｂとが凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する暖房サイクルとなる。このような冷媒回路１０の状態で圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機液管４５へと流れて閉鎖弁２６を介してガス管９に流出する。

ガス管９を流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａを介して各室内機５ａに、ガス管接続部５４ｂを介して外気処理機５１ｂに、それぞれ流入する。各室内機５ａに流入した冷媒は各室内機ガス管７２ａを流れて各室内熱交換器５１ａに流入し、各室内機ファン５５ａの回転により各室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。また、外気処理機液管７１ｂに流入した冷媒は外気処理機ガス管７２ｂを流れて外気処理熱交換器５１ｂに流入し、外気処理機ファン５５ｂの回転により外気処理機５ｂの内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。このように、各室内熱交換器５１ａおよび外気処理熱交換器５１ｂがそれぞれ凝縮器として機能し、各室内熱交換器５１ａで冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気、および、外気処理熱交換器５１ｂで冷媒と熱交換を行って加熱された外気が、それぞれの図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、９台の室内機５ａおよび外気処理機５ｂが設置された室内の暖房が行われる。

各室内熱交換器５１ａから室内機液管７１ａに流出した冷媒は、室内熱交換器５１ａの各々の冷媒出口での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように開度が調整された各室内機膨張弁５２ａを通過する際に減圧される。また、外気処理熱交換器５１ｂから外気処理機液管７１ｂに流出した冷媒は、外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように開度が調整された外気処理機膨張弁５２ｂを通過する際に減圧される。

ここで、各室内機５ａでの冷媒過冷却度は、室外機２の吐出圧力センサ３１で検出した吐出圧力を用いて算出された凝縮温度を取り込み、取り込んだ凝縮温度から各室内機５ａの液側温度センサ６１ａで検出した冷媒温度を減じて求めることができる。また、各室内機５ａの目標冷媒過冷却度は、使用者が設定した設定温度と吸込温度センサ６３ａで検出した室内温度との温度差に基づいて決定される。また、外気処理機５ｂでの冷媒過冷却度は、室外機２の吐出圧力センサ３１で検出した吐出圧力を用いて算出された凝縮温度を取り込み、取り込んだ凝縮温度から外気処理機５ｂの液側温度センサ６１ｂで検出した冷媒温度を減じて求めることができる。また、外気処理機５ｂの目標冷媒過冷却度は、使用者が設定した目標吹出温度と吹出温度センサ６４ｂで検出した吹出温度との温度差に基づいて決定される。尚、上記設定温度や目標吹出温度が、本発明の目標温度である。また、吐出圧力センサ３１で検出した吐出圧力、液側温度センサ６１ａで検出した冷媒温度、および、液側温度センサ６１ｂで検出した冷媒温度はそれぞれ定期的（例えば、３０秒毎）に取り込まれ、冷媒過冷却度はこれら各値を取り込む度に算出される。また、目標冷媒過冷却度は、冷媒過冷却度を算出する間隔よりも長い間隔、例えば、３分毎に、設定温度と吸込温度との温度差、あるいは、目標吹出温度と吹出温度との温度差に基づいて決定される。

各室内機膨張弁５２ａで減圧された冷媒は各室内機液管７１ａを流れ、各液管接続部５３ａを介して液管９に流出する。また、外気処理機膨張弁５２ｂで減圧された冷媒は外気処理機液管７１ｂを流れ、液管接続部５３ｂを介して液管８に流出する。液管８で合流し閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外機膨張弁２４を通過する際に減圧される。

室外機膨張弁２４で減圧された冷媒は、室外機液管４４を流れて室外熱交換器２３に流入し、室外機ファン２８の回転によって室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から冷媒配管４３に流出した冷媒は、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２７、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

尚、以上説明した冷媒過熱度や冷媒過冷却度が、圧縮機２１の運転状態によって変化する運転状態量であり、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度が、本発明の目標運転状態量である。

＜外気処理機膨張弁の開度調整＞
前述したように、空気調和装置１が冷房運転や暖房運転を行うときは、各室内機５ａでは、要求される空調能力に応じた目標運転状態量を実現できるように、室内機膨張弁５２ａの開度が調整される。また、外気処理機５ｂでは、要求される空調能力に応じた目標運転状態量を実現できるように、外気処理機膨張弁５２ｂの開度が調整される。

このような空気調和装置１が、各室内機５ａや外気処理機５ｂの各々で要求される空調能力のうち、一番大きな空調能力である最大空調能力に基づいて圧縮機２１の回転数が制御されるものであるとき、外気処理機５ｂが要求する空調能力が変化し、かつ、その空調能力が最大空調能力である場合は、外気処理機５ｂにおける外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整を行う際に、以下に説明する問題が発生する恐れがある。

前述したように、外気処理機５ｂでは、目標運転状態量は使用者が設定した目標吹出温度と吹出温度センサ６４ｂで検出した吹出温度との温度差に基づいて決定される。また、外気処理機５ｂの要求する空調能力も、目標吹出温度と吹出温度との温度差に基づいて決定される。つまり、使用者が設定する目標吹出温度が変更されれば、要求する空調能力および目標運転状態量が変化する。

外気処理機５ｂでは、使用者が目標吹出温度を変更する度に目標吹出温度と吸込温度との温度差を求め、この温度差に応じた空調能力および目標運転状態量がそれぞれ求められる。そして、外気処理熱交換器５１ｂにおける運転状態量が、新たに定められた目標運転状態量となるように、外気処理機膨張弁５２ｂの開度が調整される。一方、室外機２では、外気処理機５ｂから要求される空調能力を取り込み、取り込んだ空調能力が、各室内機５ａで要求される空調能力も含めた要求される全ての空調能力の中で一番大きい値である場合は、外気処理機５ｂから要求される空調能力に基づいて決定された回転数となるように、圧縮機２１が制御される。

ところで、外気処理機５ｂの吹出温度センサ６４ｂで検出される吹出温度は、外気処理熱交換器５１ｂで冷媒と熱交換を行って外気処理熱交換器５１ｂから流出し外気処理機５ｂから吹き出される前の外気の温度を検出している。従って、吹出温度センサ６４ｂで検出される吹出温度は、外気処理熱交換器５１ｂでの熱交換状態が変化する、つまり、外気尻熱交換器５１ｂにおける凝縮温度や蒸発温度の変化に追随して変化する。

上記のような外気処理機５ｂで要求する空調能力が変更され、変更された空調能力が空気調和装置１において最大空調能力となる場合に、圧縮機２１の回転数が変更されたのと同時に、圧縮機２１の回転数の変更に伴って変化した運転状態量を新たな空調能力に基づいて決定された目標運転状態量となるように外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整が開始されると、圧縮域２１の吐出圧力や吸入圧力が変化している最中、つまり、吐出圧力に相関する凝縮温度や吸入圧力に相関する蒸発温度が変化している最中に、外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整を行うことになる。このような場合の、圧縮機２１の回転数と、外気処理機膨張弁５２ｂに与えるパルス数と、吹出温度センサ６４ｂで検出する吹出温度の時間変化を表したのが、図２（Ａ）である。

図２（Ａ）は、一例として、空気調和装置１が暖房運転を行っており、外気処理機５ｂで目標吹出温度が低くされこれに伴って要求する暖房能力がそれまでの暖房能力より小さくなり、かつ、暖房能力が変更される前から引き続いて、外気処理機５ｂで要求される暖房能力が各室内機５ａで要求される暖房能力も含めた全ての暖房能力の中で一番大きい値（以降、最大暖房能力と記載する場合がある）であるときの、圧縮機２１の回転数と、外気処理機膨張弁５２ｂに与えるパルス数と、吹出温度センサ６４ｂで検出する吹出温度の時間変化を表している。

尚、図２（Ａ）では、圧縮機２１の回転数をＲｃ（単位：ｒｐｓ）、外気処理機膨張弁５２ｂに与えるパルス数をＰｆ（単位：ｐｌｓ（パルス））、吹出温度をＴｄ（単位：℃）とし、これらを縦軸に取っている。また、横軸に時刻ｔ（単位：ｓｅｃ）を取り、最大暖房能力が変更されたことによって圧縮機２１の回転数Ｒｃが変更された時刻をｔｍとしている。

図２（Ａ）に示すように、時刻ｔｍで外気処理機５ｂが要求する暖房能力が小さくなり、かつ、要求する暖房能力が小さくなる前から引き続いて、外気処理機５ｂで要求される暖房能力が各室内機５ａが要求する暖房能力も含めた全ての暖房能力の中で一番大きい値であるとき、室外機２では、時刻ｔｍで圧縮機２１の回転数が時刻ｔｍまでの回転数から新たな最大暖房能力に基づいた回転数に下げられる。

また、外気処理機５ｂでは、時刻ｔｍで新たな暖房能力に応じた目標冷媒過冷却度を実現するために、外気処理機膨張弁５２ｂの開度が、現在の外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口側における冷媒過冷却度と新たな目標冷媒過冷却度との過冷却度差に応じた開度となるように、と外気処理機膨張弁５２ｂにパルスが与えられる。ここでは、要求される暖房能力が小さくされたことに伴って、小さくされる前の暖房能力に応じた目標冷媒過冷却度より大きい値となる目標冷媒過冷却度を実現するために、時刻ｔｍまで与えられていたパルス数より上記過冷却度差に応じた分だけ少ないパルス数のパルスが外気処理機膨張弁５２ｂに与えられる、つまり、外気処理機膨張弁５２ｂの開度が時刻ｔｍまでの開度より小さい開度とされる。

時刻ｔｍで圧縮機２１の回転数Ｒｃが下げられると、吐出圧力センサ３１で検出する圧縮機２１の吐出圧力が低下する。吐出圧力が低下すれば、外気処理機５ｂの外気処理熱交換器５１ｂにおける凝縮温度も低下するので、外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口側における冷媒過冷却度も小さくなる。そして、回転数Ｒｃ低下に伴う吐出圧力の低下は、圧縮機２１の回転数Ｒｃを低下させ始めてから新たな暖房能力に応じた回転数Ｒｃとなったときの吐出圧力まで低下するのに所定時間（例えば、３分間）がかかるため、外気処理熱交換器５１ｂの冷媒出口側における冷媒過冷却度も、この所定時間をかけて新たな暖房能力に応じた回転数Ｒｃとなったときの吐出圧力に応じた値まで小さくなる。尚、図２（Ａ）では、圧縮機２１の回転数Ｒｃを低下させ始める時刻ｔｍから上述した所定時間が経過した時刻をｔ１としている。また、以降の説明では、圧縮機２１の回転数Ｒｃは、変更してから上記所定時間が経過するまで、つまり、吐出圧力が現在の回転数Ｒｃに応じた圧力となるまでは、変更しない。

一方、外気処理機５ｂでは、小さくなった暖房能力に応じた新たな目標冷媒過冷却度を実現するために外気処理機膨張弁５２ｂの開度が調整されるが、上述したように、冷媒過冷却度は時刻ｔｍで圧縮機２１の回転数を低下させ始めてから時刻ｔ１となるまで低下し続ける。また、前述したように、冷媒過冷却度は定期的（例えば、３０秒毎）に算出される。これらのことから、外気処理機膨張弁５２ｂの開度は、図２（Ａ）に示すように、時刻ｔｍから時刻ｔ１の間は、冷媒過冷却度を算出する度に目標冷媒過冷却度との過冷却度差に応じて小さくされ続ける。

上記のように外気処理機膨張弁５２ｂの開度が小さくされていくと、図２（Ａ）に示すように、要求する暖房能力が低下する前は目標吹出温度Ｔｔ１であった吹出温度Ｔｄが、時刻ｔｍから低下し始めて外気処理機膨張弁５２ｂの開度が小さくされ続ける時刻ｔ１まで低下し続ける。これにより、時刻ｔ１となった時点では、外気処理機膨張弁５２ｂの開度が小さくされ過ぎることに起因して、吹出温度Ｔｄが、小さくされた暖房能力に応じた目標吹出温度Ｔｔ２より低い温度となってしまう。

吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２より低い温度となった時刻ｔ１で、現在の吹出温度Ｔｄと目標吹出温度Ｔｔ２との温度差に基づいて決定する暖房能力は、時刻ｔｍのときに要求した暖房能力より大きい値となる。従って、時刻ｔ１では、圧縮機２１の回転数Ｒｃが時刻ｔ１までの回転数より高い回転数とされるので、所定時間後の時刻ｔ２までは、吐出圧力つまりは凝縮温度が上昇し続けて、定期的に算出する冷媒過冷却度も上昇し続ける。一方で、時刻ｔ１で、現在の吹出温度Ｔｄと目標吹出温度Ｔｔ２との温度差に基づいて決定された目標冷媒過冷却度は、時刻ｔｍのときの目標冷媒過冷却度より小さい値となる。これらのことから、外気処理機膨張弁５２ｂの開度は、図２（Ａ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、冷媒過冷却度を算出する度に目標冷媒過冷却度との過冷却度差に応じて大きくされ続ける。

上記のように外気処理機膨張弁５２ｂの開度が大きくされていくと、図２（Ａ）に示すように、吹出温度Ｔｄが、時刻ｔ１から上昇し始めて外気処理機膨張弁５２ｂの開度が大きくされ続ける時刻ｔ２まで上昇し続ける。これにより、時刻ｔ２となった時点では、外気処理機膨張弁５２ｂの開度が大きくされ過ぎることに起因して、吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２より高い温度となってしまう。

時刻ｔ２以降も、上述したような圧縮機２１の回転数Ｒｃの上昇／低下に伴って、吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２より低下する、あるいは上昇することを繰り返しながら、徐々に吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２に近づいていくことになるので、時刻ｔｍで暖房能力の低下を要求してから吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２となるまでの時間が長くなるという問題がある。

そこで、本実施形態の空気調和装置１では、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔｍで外気処理機５ｂの要求する暖房能力が小さくなり、かつ、外気処理機５ｂで要求される暖房能力が一番大きい値となったとき、時刻ｔｍで圧縮機２１の回転数Ｒｃを低下させ始めてから所定時間が経過した時刻ｔ１となるまでは、外気処理機膨張弁５２ｂの開度を変化させず、時刻ｔ１となった時点で取り込んだ吐出圧力を用いて冷媒過冷却度を算出し、算出した冷媒過冷却度と目標冷媒過冷却度との過冷却度差に応じて、外気処理機膨張弁５２ｂの開度を調整する。尚、ここまで説明した、時刻ｔ１やｔ２などで変化させた圧縮機２１の回転数Ｒｃに応じた吐出圧力に落ち着いた状態が、本発明の圧力安定状態であり、上記所定時間は、時刻ｔ１やｔ２などで圧縮機２１の回転数を変化させてから吐出圧力が落ち着くのに必要な時間である。

時刻ｔｍで圧縮機２１の回転数Ｒｃを低下させ始めたとき、これと同時に外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整を行わなければ、吹出温度Ｔｄは図２（Ｂ）に示すように、圧縮機２１の回転数Ｒｃの低下に起因する外気処理機５ｂでの冷媒流量の減少に伴って、時刻ｔｍまでの温度である目標吹出温度Ｔｔ１から緩やかに低下していく。この状態で時刻ｔ１となれば、すなわち、新たな圧縮機２１の回転数Ｒｃに応じた吐出圧力に安定していれば、この時点での吐出圧力を用いて算出した冷媒過冷却度と目標冷媒過冷却度との過冷却度差に応じて、外気処理機膨張弁５２ｂの開度を調整する。

このように、時刻ｔ１の時点で求めた過冷却度差に基づいて外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整を行うことで、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１から短い時間が経過した時点で吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２とできるので、時刻ｔｍで暖房能力の低下を要求してから吹出温度Ｔｄが目標吹出温度Ｔｔ２となるまでの時間を短くできる。

尚、上述した圧力安定状態であるか否かの判定は、例えば、吐出圧力あるいは吸入圧力が次に説明するような状態となるか否かで判定すればよい。前述したように、吐出圧力や吸入圧力は定期的に取り込まれており、取り込んだ吐出圧力や吸入圧力のうち、連続して取り込んだ３つの吐出圧力あるいは吸入圧力のうちの最も大きな値と最も小さな値との圧力差が０．２ＭＰａ以内となれば、圧力安定状態となったと判定すればよい。

＜空調運転時の制御について＞
次に、図３を用いて、本実施形態の空気調和装置１が冷房運転あるいは暖房運転（以降、まとめて空調運転と記載する場合がある）を行う際の制御について説明する。まずは、図３（Ａ）を用いて、室外機２の室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が行う空調運転時の室外機２の制御に関わる処理について説明し、次に、図３（Ｂ）を用いて、外気処理機５ｂの外気処理機制御手段５００ｂのＣＰＵ５１０ｂが行う空調運転時の外気処理機５ｂの制御に関わる処理について説明する。尚、各室内機５ａが行う空空調運転時の制御については、従来の室内機の制御と同じであるため説明は省略する。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）の各々において、ＳＴは処理のステップを表しこれに続く番号はステップの番号を表している。また、各フロ－チャートでは、各室内機５ａや外気処理機５ｂから要求される冷房能力あるいは暖房能力である要求能力をＡｉ、要求能力Ａｉのうちの最大値である最大要求能力をＡｉｍａｘ、吐出圧力センサ３１で検出する吐出圧力をＰｄ、吸入圧力センサ３２で検出する吸入圧力をＰｓ、吐出圧力Ｐｄを用いて算出する凝縮温度をＴｃ、吸入圧力Ｐｓを用いて算出する蒸発温度をＴｅ、外気処理熱交換器５１ｂが凝縮器として機能するときの冷媒過冷却度をＳＣ、外気処理熱交換器５１ｂが蒸発器として機能するときの冷媒過熱度をＳＨとしている。

＜室外機の制御＞
空気調和装置１が空調運転を行っているとき、室外機２の室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、各室内機５ａや外気処理機５ｂから、それぞれが要求している要求能力Ａｉを取り込む（ＳＴ１）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、各室内機５ａや外気処理機５ｂから適宜送られる空調能力を、通信部２３０を介して取り込んで、記憶部２２０に記憶する。

次に、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ各要求能力Ａｉの中から最大要求能力Ａｉｍａｘを決定し（ＳＴ２）、決定した最大要求能力Ａｉｍａｘがこれまでの最大要求能力Ａｉｍａｘから変化したか否かを判断する（ＳＴ３）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、各要求能力Ａｉを取り込む度に決定した最大要求能力Ａｉｍａｘを記憶部２２０に記憶しており、ＳＴ３では、記憶している最大要求能力ＡｉｍａｘとＳＴ２で新たに決定した最大要求能力Ａｉｍａｘとを比較することで、最大要求能力Ａｉｍａｘが変化したか否かを判断する。

最大要求能力Ａｉｍａｘが変化していなければ（ＳＴ３－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１に処理を戻す。最大要求能力Ａｉｍａｘが変化すれば（ＳＴ３－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、新たな最大要求能力Ａｉｍａｘに応じた回転数Ｒｃで圧縮機２１を駆動制御する（ＳＴ４）。詳細な説明は省略するが、室外機制御手段２００の記憶部２２０には、最大要求能力Ａｉｍａｘに応じて回転数Ｒｃを定めたテーブルが予め記憶されており、ＣＰＵ２１０は、このテーブルを参照して最大要求能力Ａｉｍａｘに応じた回転数Ｒｃを決定する。

次に、ＣＰＵ２１０は、圧力安定条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ５）。前述したように、圧力安定条件とは、例えば、連続して検出した３つの吐出圧力Ｐｄあるいは３つの吸入圧力Ｐｓを記憶部２２０から読み出し、これらのうちの最大値と最小値との圧力差が０．２ＭＰａ以内の値となったか否か、である。

圧力安定条件が成立していなければ（ＳＴ５－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ５に処理を戻して圧力安定条件が成立するのを待つ。圧力安定条件が成立すれば（ＳＴ５－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、圧力安定条件が成立したことを示す圧力安定信号を、通信部２３０を介して各室内機５ａおよび外気処理機５ｂに送信する（ＳＴ６）。

次に、ＣＰＵ２１０は、吐出圧力Ｐｄあるいは吸入圧力Ｐｓを読み出し、吐出圧力Ｐｄを用いて凝縮温度Ｔｃを求める、あるいは、吸入圧力Ｐｓを用いて蒸発温度Ｔｅを求める（ＳＴ７）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、吐出圧力センサ３１や吸入圧力センサ３２から取り込んで記憶部２２０に時系列で記憶している吐出圧力Ｐｄや吸入圧力Ｐｓのうちの最新の値を読み出し、これらを用いて凝縮温度Ｔｃや蒸発温度Ｔｅを求める。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ７で求めた凝縮温度Ｔｃや蒸発温度Ｔｅを、通信部２３０を介して各室内機５ａや外気処理機５ｂに送信し（ＳＴ８）、ＳＴ１に処理を戻す。

＜外気処理機の制御＞
空気調和装置１が空調運転を行っているとき、外気処理機５ｂの外気処理機制御手段５００ｂのＣＰＵ５１０ｂは、目標吹出温度Ｔｔと吹出温度Ｔｄとを取り込む（ＳＴ２１）。具体的には、ＣＰＵ５１０ｂは、使用者が図示しないリモコンなどを用いて設定した目標吹出温度Ｔｔを取り込んで記憶部５２０ｂに記憶する。また、ＣＰＵ５１０ｂは、吸込温度センサ６３ｂで検出した吹出温度Ｔｄを定期的（例えば、３０秒毎）に取り込んで記憶部２２０に時系列で記憶している。

次に、ＣＰＵ５１０ｂは、取り込んだ目標吹出温度Ｔｔと最新の吹出温度Ｔｄとに基づいて、要求能力Ａｉを決定する（ＳＴ２２）。具体的には、ＣＰＵ５１０ｂは、目標吹出温度Ｔｔと吹出温度Ｔｄとの温度差に基づいて、要求能力Ａｉを決定する。

次に、ＣＰＵ５１０ｂは、ＳＴ２２で決定した要求能力Ａｉがこれまでの要求能力Ａｉから変化したか否かを判断する（ＳＴ２３）。具体的には、ＣＰＵ５１０ｂは、各要求能力Ａｉを決定する度に記憶部２２０に記憶しており、ＳＴ２３では、記憶している要求能力ＡｉとＳＴ２２で新たに決定した最新の要求能力Ａｉとを比較することで、要求能力Ａｉが変化したか否かを判断する。

要求能力Ａｉが変化していなければ（ＳＴ２３－Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ｂは、ＳＴ２５に処理を進める。要求能力Ａｉが変更していれば（ＳＴ２３－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ｂは、ＳＴ２２で決定した要求能力Ａｉを通信部５３０ｂを介して室外機２に送信する（ＳＴ２４）。

ＳＴ２５において、ＣＰＵ５１０ｂは、圧力安定信号を受信したか否かを判断する。具体的には、図３（Ａ）のＳＴ６で室外機２から送信される圧力安定信号を、通信部５３０ｂを介して受信したか否かを判断する。圧力安定信号を受信していなければ（ＳＴ２５－Ｎｏ）、ＣＰＵ５１０ｂは、ＳＴ２７に処理を進める。圧力安定信号を受信していれば（ＳＴ２５－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１０ｂは、室外機２から送信されている凝縮温度Ｔｃあるいは蒸発温度Ｔｅを通信部５３０ｂを介して取り込む（ＳＴ２６）。

次に、ＣＰＵ５１０ｂは、冷媒過冷却度ＳＣあるいは冷媒過熱度ＳＨを算出する（ＳＴ２７）、具体的には、ＣＰＵ５１０ｂは、暖房運転時はＳＴ２６で取り込んだ凝縮温度から液側温度センサ６１ｂで検出した冷媒温度を減じて、冷媒過冷却度ＳＣを算出する。また、ＣＰＵ５１０ｂは、冷房運転時はＳＴ２６で取り込んだ蒸発温度からガス側温度センサ６２ｂで検出した冷媒温度を減じて、冷媒過熱度ＳＨを算出する。

次に、ＣＰＵ５１０ｂは、目標ＳＣ制御あるいは目標ＳＨ制御を行い（ＳＴ２８）、ＳＴ２１に処理を戻す。ここで、目標ＳＣ制御とは、ＣＰＵ５１０ｂが、暖房運転時にＳＴ２７で求めた冷媒過冷却度ＳＣが、ＳＴ２２で取り込んだ目標吹出温度Ｔｔと吹出温度Ｔｄとの温度差に応じて定められる目標冷媒過冷却度となるように、外気処理機膨張弁５２ｂの開度を調整する制御である。また、目標ＳＨ制御とは、ＣＰＵ５１０ｂが、冷房運転時にＳＴ２７で求めた冷媒過熱度ＳＨが、ＳＴ２２で取り込んだ目標吹出温度Ｔｔと吹出温度Ｔｄとの温度差に応じて定められる目標冷媒過熱度となるように、外気処理機膨張弁５２ｂの開度を調整する制御である。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、外気処理機５ｂが要求する空調能力が変更され、かつ、外気処理機５ｂが要求する空調能力が一番大きい値であるとき、圧縮機２１の回転数Ｒｃを変更してから圧力安定条件が成立するまでは外気処理機膨張弁５２ｂの開度を変化させず、圧力安定条件が成立すれば外気処理機膨張弁５２ｂの開度調整を開始する。これにより、外気処理機５ｂが要求する空調能力が変更となった後に、吹出温度Ｔｄが新たな目標吹出温度となるまでにかかる時間を短縮できる。

尚、以上説明した実施形態では、圧縮機の回転数の変更と同時に利用側膨張弁の開度を調整することで、利用側膨張弁の制御のハンチングが起こる利用側ユニットとして、外気処理機５ｂ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なく、利用側ユニットが、小さい部屋に設置された室内機のように、圧縮機の回転数の変更と同時に室内機膨張弁の開度を調整することで、室内熱交換器で冷媒と熱交換を行った空気の温度変化の影響が早く室内温度に現れる利用側ユニットに、本発明を適用してもよい。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ 室内機
５ｂ 外気処理機
２１ 圧縮機
３１ 吐出圧力センサ
３２ 吸入圧力センサ
５２ａ 室内機膨張弁
５２ｂ 外気処理機膨張弁
６３ａ 吸込温度センサ
６４ｂ 吸込温度センサ
６４ｂ 吹出温度センサ
２００ 室外機制御手段
２１０ ＣＰＵ
２３０ 通信部
２４０ センサ入力部
５００ａ 室内機制御手段
５３０ａ 通信部
５４０ａ センサ入力部
５００ｂ 外気処理機制御手段
５３０ｂ 通信部
５４０ｂ センサ入力部
Ａｉ 要求能力
Ａｉｍａｘ 最大要求能力
Ａｏ 室外機定格能力
Ａｒ 冷房要求能力
Ｐｆ パルス数
Ｐｆ１ 第１パルス数
Ｐｆ２ 第２パルス数
Ｒｃ 圧縮機回転数
Ｒｃ１ 第１回転数
Ｒｃ２ 第２回転数
ＳＣ 冷媒過冷却度
ＳＨ 冷媒加熱度
Ｔｄ 吹出温度
Ｔｃ 凝縮温度
Ｔｅ 蒸発温度
ｔｍ 回転数変更時刻

Claims (2)

1. 圧縮機を有する熱源側ユニットと、
   利用側熱交換器と、利用側膨張弁とを有する複数台の利用側ユニットと、
   前記圧縮機や前記利用側膨張弁を制御する制御手段と、
   を有する空気調和装置であって、
   前記熱源側ユニットは、前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段とを有し、
   前記利用側ユニットは、同利用側ユニットに吸入される空気の温度である吸込温度を検出する吸込温度検出手段と、前記利用側熱交換器で冷媒と熱交換を行って前記利用側ユニットから吹き出される空気の温度である吹出温度を検出する吹出温度検出手段のうち、少なくともいずれか一方を有し、
   前記制御手段は、
   前記各利用側ユニットで設定される空調運転の目標温度と、前記吸込温度あるいは前記吹出温度のうちのいずれか一方との温度差に基づいて、前記各利用側ユニットが要求する空調能力と、前記利用側膨張弁の制御パラメータとなる目標運転状態量を決定し、
   前記各利用側ユニットが要求する空調能力のうちのもっとも大きい空調能力である最大空調能力に基づいて、前記圧縮機の回転数を決定し、
   前記最大空調能力が変更され、同最大空調能力の変更に伴って前記圧縮機の回転数が変化したとき、同圧縮機の回転数が変化した時点以降に連続して検出した２つ以上の前記吐出圧力あるいは前記吸入圧力の圧力差が所定圧力差より小さい圧力安定状態となってから、前記目標運転状態量に基づいた前記利用側膨張弁の開度調整を開始する、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、
   前記最大空調能力を要求した利用側ユニットが外気処理機である場合は、当該外気処理機のみ前記圧力安定状態となってから前記目標運転状態量に基づいた前記利用側膨張弁の開度調整を開始する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

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