特許 7553824 冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-10

(45)【発行日】2024-09-19

(54)【発明の名称】冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20240911BHJP

   F24F 11/84 20180101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 304F

F25B1/00 304S

F24F11/84

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021139501

(22)【出願日】2021-08-30

(65)【公開番号】P2023033669

(43)【公開日】2023-03-13

【審査請求日】2023-01-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福本 梨乃

(72)【発明者】

【氏名】三浦 脩

(72)【発明者】

【氏名】西谷 恵介

【審査官】石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１０２２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４７５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９６６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１５６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－２０５０５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機（１１）、熱源側熱交換器（１３）、減圧機構（１４）、前記圧縮機（１１）を駆動する電装品（３１）を冷却する冷却部（１５）及び利用側熱交換器（１８）が冷媒配管（４０）によってこの順に接続された冷媒回路（４）と、
前記減圧機構（１４）の開度を、所定の下限開度よりも大きな開度で制御する制御部（５）と、
を備え、
前記制御部（５）は、前記利用側熱交換器（１８）を蒸発器として機能させる場合、前記減圧機構（１４）の前記下限開度を、前記圧縮機（１１）の周波数に基づき、前記電装品（３１）における結露の発生を抑制できる範囲で変更する、冷凍装置（１）。

【請求項2】

前記制御部（５）は、前記圧縮機（１１）の周波数が所定の第１閾値よりも高くなった場合、前記下限開度を所定の第１開度よりも小さくする、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。

【請求項3】

前記制御部（５）は、前記圧縮機（１１）の周波数が高くなるに従い、前記下限開度を小さくする、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。

【請求項4】

前記制御部（５）は、外気温を検出するセンサ（３３）の検出温度に基づいて、前記下限開度を変更する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、冷凍装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、冷凍装置は、冷凍装置の各部を制御するパワー半導体などの電装品を有している。電装品は駆動の際に発熱するため、冷却する必要がある。特許文献１には、冷媒回路を循環する冷媒によって電装品を冷却する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１９４９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

冷媒により電装品を冷却することで、電装品を適温に保つことができる。一方で、冷却により電装品に結露が発生すると、電装品に不具合が生じるおそれがある。このため、電装品における結露の発生を抑制する必要がある。

【0005】

本開示は、電装品における結露の発生を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本開示の冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧機構、前記圧縮機を駆動する電装品を冷却する冷却部及び利用側熱交換器が冷媒配管によってこの順に接続された冷媒回路と、前記減圧機構の開度を、所定の下限開度よりも大きな開度で制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記利用側熱交換器を蒸発器として機能させる場合、前記減圧機構の前記下限開度を、前記圧縮機の周波数に基づき変更する、冷凍装置である。

【0007】

電装品の発熱は、圧縮機の周波数に応じて変化する。本開示の冷凍装置によれば、圧縮機の周波数に基づいて減圧機構の下限開度を変更することで、熱源側熱交換器におけるサブクール（過冷却度）を電装品の発熱状況に適した状態に調整することができる。これにより、電装品における結露の発生を抑制することができる。

【0008】

（２）好ましくは、前記制御部は、前記圧縮機の周波数が所定の第１閾値よりも高くなった場合、前記下限開度を所定の第１開度よりも小さくする。

【0009】

圧縮機の周波数が所定の閾値を上回る場合、電装品における発熱が強まりやすく、電装品は結露しにくくなる。本開示の冷凍装置によれば、このような場合に、減圧機構の下限開度を所定の第１開度よりも小さくすることで、熱源側熱交換器におけるサブクール（過冷却度）を大きくしやすくする。これにより、電装品における結露を抑制できる範囲で、冷凍装置の能力を維持することができる。

【0010】

（３）好ましくは、前記制御部は、前記圧縮機の周波数が高くなるに従い、前記下限開度を小さくする。

【0011】

圧縮機の周波数が高いほど、電装品における発熱が強まりやすく、電装品は結露しにくくなる。本開示の冷凍装置によれば、このような場合に、減圧機構の下限開度を小さくすることで、熱源側熱交換器におけるサブクール（過冷却度）を大きくしやすくする。これにより、電装品における結露を抑制できる範囲で、冷凍装置の能力を維持することができる。

【0012】

（４）好ましくは、前記制御部は、外気温を検出するセンサの検出温度に基づいて、前記下限開度を変更する。

【0013】

外気温が高いほど、電装品は結露しやすくなる。本開示の冷凍装置によれば、圧縮機の周波数に加えて、外気温に応じて変化する検出温度に基づいて減圧機構の下限開度を変更することで、熱源側熱交換器におけるサブクール（過冷却度）を電装品の発熱状況に適した状態に調整することができる。これにより、電装品における結露の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る冷凍装置の構成を示す図である。

【図2】実施形態に係る冷凍装置の機能ブロック図である。

【図3】比較例に係る冷凍装置の制御例を説明するタイムチャートである。

【図4】実施形態に係る冷凍装置の第１の制御例を説明するタイムチャートである。

【図5】第１の制御例に係る下限開度と周波数との関係を示すグラフである。

【図6】第２の制御例に係る下限開度と周波数との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付の図面を参照しつつ、本開示の実施形態を説明する。

【0016】

［実施形態］
［冷凍装置の構成］
図１は、実施形態に係る冷凍装置１の構成を概略的に示す図である。
図２は、実施形態に係る冷凍装置１の機能ブロック図である。
以下、図１及び図２を参照して、冷凍装置１の構成を説明する。

【0017】

冷凍装置１は、部屋Ｒ１の空調を行う空気調和装置としての機能を有し、部屋Ｒ１に設置される室内ユニット２と、屋外に設置される室外ユニット３と、内部を冷媒が循環する冷媒回路４と、制御部５とを備える。冷媒は、例えばＲ３２である。

【0018】

冷媒回路４は、圧縮機１１と、切換機構１２と、熱源側熱交換器１３と、第１減圧機構１４（本開示の「減圧機構」の一例）と、冷却部１５と、レシーバ１６と、第２減圧機構１７と、利用側熱交換器１８と、アキュムレータ１９と、これら各部１１～１９を接続する冷媒配管４０とを有する。冷媒配管４０は、熱源側熱交換器１３が凝縮器として機能する場合に（すなわち、冷凍装置１が冷房運転をする場合に）、圧縮機１１から吐出された冷媒が、切換機構１２、熱源側熱交換器１３、第１減圧機構１４、冷却部１５、レシーバ１６、第２減圧機構１７、利用側熱交換器１８、切換機構１２及びアキュムレータ１９の順に流れて圧縮機１１へ戻るように、各部１１～１９を接続している。

【0019】

冷媒配管４０は、各部１１～１９をそれぞれ接続する領域４１～４６を有する。冷媒配管４０は、レシーバ１６から領域４６へバイパスするバイパス管４７をさらに有する。冷媒回路４は、バイパス管４７における冷媒の流通を制御する電磁弁３５をさらに有する。

【0020】

制御部５は、互いに通信線によって接続された室内制御部５ａ及び室外制御部５ｂを有する。図２に示すように、室内制御部５ａはプロセッサ５２ａ及びメモリ５３ａを有する。メモリ５３ａに含まれているプログラムに基づいてプロセッサ５２ａが各種の演算及び制御を行うことで、室内制御部５ａは室内ユニット２を制御する。室外制御部５ｂはプロセッサ５２ｂ及びメモリ５３ｂを有する。メモリ５３ｂに含まれているプログラムに基づいてプロセッサ５２ｂが各種の演算及び制御を行うことで、室外制御部５ｂは室外ユニット３を制御する。

【0021】

室内ユニット２は、冷媒回路４のうち利用側熱交換器１８と冷媒配管４０の一部とを収容している。室内ユニット２は、室内制御部５ａと、室内ファン２１とをさらに収容している。利用側熱交換器１８は、例えばクロスフィンチューブ型の熱交換器である。室内ファン２１は、例えばクロスフローファンである。室内ファン２１が稼働すると、部屋Ｒ１内の空気が室内ユニット２の吸込口（図示省略）から吸い込まれ、利用側熱交換器１８において冷媒と熱交換した調和空気が室内ユニット２の吹出口（図示省略）から部屋Ｒ１内へ供給される。

【0022】

室内ユニット２にはリモートコントロールユニット５１（以下、「リモコン５１」と称する。）が付帯されている。リモコン５１は、室内制御部５ａと有線又は無線により通信可能な状態で部屋Ｒ１内に設けられ、ユーザの操作に応じて室内制御部５ａに制御信号を送信する。

【0023】

室外ユニット３は、冷媒回路４のうち圧縮機１１、切換機構１２、熱源側熱交換器１３、第１減圧機構１４、冷却部１５、レシーバ１６、第２減圧機構１７、アキュムレータ１９及び電磁弁３５と、冷媒配管４０の一部とを収容している。室外ユニット３は、室外制御部５ｂと、電装品３１と、室外ファン３２と、センサ３３とをさらに収容している。

【0024】

圧縮機１１は、例えば容量可変式圧縮機である。電装品３１は、圧縮機１１を駆動するための電子機器である。電装品３１は、パワー半導体及びコンデンサ等の素子と、これらの素子が装着された基板と、これらの素子及び基板によって形成される各種の回路（例えば、インバータ回路）とを含む。電装品３１は、図２に示すように制御部５（具体的には、室外制御部５ｂ）と電気的に接続している。電装品３１は、制御部５の動作指令に基づいて、圧縮機１１の回転周波数（以下、単に「周波数」と称する。）を制御する。

【0025】

熱源側熱交換器１３は、例えばクロスフィンチューブ型の熱交換器である。第１減圧機構１４は、例えば電磁弁（膨張弁）であり、冷媒配管４０を流れる冷媒の圧力及び流量を調節する。冷却部１５は、冷媒配管４０の一部であり、内部を流れる冷媒によって電装品３１を冷却するように、電装品３１に当接又は近接した状態で設置されている。

【0026】

レシーバ１６は、熱源側熱交換器１３又は利用側熱交換器１８が蒸発器として機能する場合に、当該蒸発器において蒸発に寄与しないガス状態の冷媒をバイパス管４７に分離するための気液分離器である。第２減圧機構１７は、例えば電磁弁（膨張弁）であり、冷媒配管４０を流れる冷媒の圧力及び流量を調節する。アキュムレータ１９は、圧縮機１１の保護のために冷媒の気液分離を行う装置である。

【0027】

切換機構１２は、冷媒配管４０内の冷媒の流れ方向を切り換える弁である。切換機構１２は、４個のポートＰ１～Ｐ４を有する。ポートＰ１は、冷媒配管４０の領域４１を介して圧縮機１１に接続されている。ポートＰ１は、圧縮機１１により吐出された高圧冷媒を受け入れる高圧ポートである。ポートＰ２は、冷媒配管４０の領域４５を介して利用側熱交換器１８に接続されている。ポートＰ３は、冷媒配管４０の領域４６を介してアキュムレータ１９に接続されている。ポートＰ３はアキュムレータ１９を介して圧縮機１１により冷媒が吸引される低圧ポートである。ポートＰ４は、冷媒配管４０の領域４２を介して熱源側熱交換器１３に接続されている。

【0028】

切換機構１２は、制御部５の制御により、第１状態（図１の実線）と、第２状態（図１の破線）とに切り換えられる。第１状態は、ポートＰ１とポートＰ４とが連通し、ポートＰ２とポートＰ３とが連通する状態である。第１状態の場合、圧縮機１１から領域４１に吐出された冷媒は、領域４２を通って熱源側熱交換器１３に送られる。この場合、熱源側熱交換器１３は凝縮器として機能し、利用側熱交換器１８は蒸発器として機能する。

【0029】

第２状態は、ポートＰ１とポートＰ２とが連通し、ポートＰ３とポートＰ４とが連通する状態である。第２状態の場合、圧縮機１１から領域４１に吐出された冷媒は、領域４５を通って利用側熱交換器１８に送られる。この場合、熱源側熱交換器１３は蒸発器として機能し、利用側熱交換器１８は凝縮器として機能する。

【0030】

室外ファン３２は、例えばプロペラファンである。室外ファン３２が稼働すると、室外の空気（外気）が室外ユニット３の吸込口（図示省略）から吸い込まれ、熱源側熱交換器１３において冷媒と熱交換した後の空気が室外ユニット３の排気口（図示省略）から室外空間へ排出される。

【0031】

センサ３３は、例えば室外ユニット３の吸込口付近に設置され、外気温を検出する温度センサである。センサ３３は室外制御部５ｂと電気的に接続し、検出信号を室外制御部５ｂへ出力する。

【0032】

［運転モードについて］
制御部５は、リモコン５１が受け付けた指示に基づいて、冷凍装置１を冷房運転又は暖房運転させる。冷房運転では、制御部５は切換機構１２を第１状態とする。この状態で制御部５が圧縮機１１を稼働させると、熱源側熱交換器１３が凝縮器となり、利用側熱交換器１８が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

【0033】

より具体的には、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、領域４１、切換機構１２のポートＰ１，Ｐ４及び領域４２を通過して熱源側熱交換器１３に入り、室外の空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は第１減圧機構１４を通過する際に減圧され、冷却部１５を通って電装品３１を冷却する。冷却部１５を通った冷媒はレシーバ１６によって気液分離され、液冷媒は第２減圧機構１７及び領域４４を通って利用側熱交換器１８に入り、ガス冷媒はバイパス管４７及び領域４６を通ってアキュムレータ１９に入る。

【0034】

利用側熱交換器１８に入った液冷媒は、部屋Ｒ１内の空気と熱交換して蒸発する。冷媒により冷却された調和空気は、室内ファン２１によって部屋Ｒ１内に吹き出される。利用側熱交換器１８を出た冷媒は、領域４５、切換機構１２のポートＰ２，Ｐ３及び領域４６を通過してアキュムレータ１９に入り、気液分離がなされた後に圧縮機１１に吸入される。

【0035】

暖房運転では、制御部５は切換機構１２を第２状態とする。この状態で制御部５が圧縮機１１を稼働させると、熱源側熱交換器１３が蒸発器となり、利用側熱交換器１８が凝縮器となる冷凍サイクルが行われる。

【0036】

より具体的には、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、領域４１、切換機構１２のポートＰ１，Ｐ２及び領域４５を通過して利用側熱交換器１８に入り、部屋Ｒ１内の空気と熱交換して凝縮する。冷媒により加温された調和空気は、室内ファン２１によって部屋Ｒ１内に吹き出される。凝縮した冷媒は第２減圧機構１７を通過する際に減圧された後、レシーバ１６に入る。冷媒はレシーバ１６によって気液分離され、液冷媒は冷却部１５を通過した後に第１減圧機構１４及び領域４３を通って熱源側熱交換器１３に入り、ガス冷媒はバイパス管４７及び領域４６を通ってアキュムレータ１９に入る。

【0037】

熱源側熱交換器１３に入った冷媒は、屋外の空気と熱交換して蒸発する。熱源側熱交換器１３を出た冷媒は、領域４２、切換機構１２のポートＰ４，Ｐ３及び領域４６を通過してアキュムレータ１９に入り、気液分離がなされた後に圧縮機１１に吸入される。

【0038】

［電装品の結露について］
電装品３１は、圧縮機１１を駆動する際に発熱するため、冷却することで適温に保つ必要がある。本実施形態の電装品３１は、冷却部１５を流通する冷媒によって冷却される。一方で、電装品３１を過度に冷却して電装品３１の温度が露点を下回ると、電装品３１に結露が発生する場合がある。電装品３１に結露が発生すると、電装品３１にショート等の不具合が生じるおそれがある。

【0039】

特に、電装品３１の結露は外気温及び湿度の高い夏季に生じやすい。このため、以下では冷凍装置１が冷房運転する際の電装品３１の結露防止について説明する。冷凍装置１が冷房運転する場合（利用側熱交換器１８が蒸発器として機能する場合）、冷却部１５を流れる冷媒の温度は、第１減圧機構１４の開度によって調整される。第１減圧機構１４の開度は、制御部５が制御する。

【0040】

具体的には、制御部５が第１減圧機構１４の開度をより小さく制御すると、領域４３から冷却部１５へ流れる冷媒が過冷却状態（サブクール）となって、冷却部１５の冷媒温度が低下する。これにより、冷却部１５を流れる冷媒によって電装品３１を効率的に冷却できる一方で、電装品３１に結露が発生するおそれがある。

【0041】

これに対し、制御部５が第１減圧機構１４の開度をより大きく制御すると、領域４３から冷却部１５へ流れる冷媒が過冷却状態とならず、冷却部１５の冷媒温度は過冷却状態となる場合と比べて高くなる。この場合でも、圧縮機１１の駆動によって電装品３１が冷媒よりも高温となっているときには、冷却部１５を流れる冷媒により電装品３１を冷却できる。しかしながら、冷媒が過冷却状態とならない場合、冷凍装置１の冷房運転における冷媒効率が低下する（冷房能力が低下する）。

【0042】

以上により、電装品３１の結露を抑制する観点からは、第１減圧機構１４の開度をより大きくしたほうが好適である一方で、冷凍装置１の冷房能力を維持する観点からは、第１減圧機構１４の開度をより小さくしたほうが好適である。例えば、外気温が高く（例えば摂氏３０度以上）、電装品３１に結露が発生しやすい環境下では、第１減圧機構１４の開度をより大きくして結露を抑制する一方で、外気温が低く（例えば摂氏３０度未満）、電装品３１に結露が発生しにくい環境下では、第１減圧機構１４の開度をより小さくして冷房能力を維持することが考えられる。

【0043】

発明者らは、さらに、圧縮機１１の周波数が高いほど圧縮機１１を駆動する電装品３１がより高い温度で発熱することに着目した。例えば、外気温が高い場合であっても、圧縮機１１の周波数が高ければ、電装品３１の発熱が激しくなり、電装品３１が過度に冷却されにくくなることで電装品３１に結露が発生しにくい。

【0044】

このため、本実施形態の制御部５は、電装品３１の結露に関する下記（Ａ）及び（Ｂ）の観点によって第１減圧機構１４の開度の下限値（以下、「下限開度」と称する。）を決定する。これにより、電装品３１の結露抑制と冷凍装置１の冷房能力の維持とをより好適に両立させることができる。

【0045】

（Ａ）圧縮機１１の周波数が高い場合、電装品３１に結露が発生しにくいため、第１減圧機構１４の下限開度をより小さい値とすることで冷房能力を維持する。
（Ｂ）外気温が高い場合、電装品３１に結露が発生しやすいため、第１減圧機構１４の下限開度をより大きい値とすることで結露を抑制する。

【0046】

以下、冷凍装置１の具体的な制御例を説明する。

【0047】

［比較例］
はじめに、冷凍装置１の制御の比較例を説明する。この比較例は、外気温のみに基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定する例であり、上記の（Ｂ）の観点のみを考慮した制御例である。

【0048】

図３は、冷凍装置１の制御の比較例を説明するタイムチャートである。図３の上段は第１減圧機構１４の開度を示し、図３の中段は圧縮機１１の周波数を示し、図３の下段はセンサ３３が検出する温度を示している。なお、図３において、第１減圧機構１４の開度と、圧縮機１１の周波数と、センサ３３の検出温度とは、各値の関係を説明するための模式的なチャート形状として示しており、制御部５によって実際に制御される際の形状とは異なる場合がある。

【0049】

制御部５は、センサ３３の検出温度にかかわらず、開度の上限値（以下、「上限開度」と称する。）を開度Ｖ３（例えば１００％）に決定する。また、制御部５は、センサ３３の検出温度に基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定する。冷房運転中、制御部５は、決定した下限開度及び上限開度の範囲内で第１減圧機構１４の開度を制御する。

【0050】

具体的には、制御部５は、センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ２（例えば、摂氏３０度）未満の場合に第１減圧機構１４の下限開度を所定の開度Ｖ１（例えば２５％）に決定し、センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ２以上の場合に第１減圧機構１４の下限開度を開度Ｖ１よりも大きい開度Ｖ２（例えば５０％）に決定する。すなわち、制御部５は、センサ３３の検出温度が高いほど、第１減圧機構１４の下限開度を大きい値に決定する。

【0051】

図３を参照する。時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、圧縮機１１は周波数Ｆ１で運転し、センサ３３の検出温度は温度Ｔｈ２よりも低い温度Ｔｈ１（例えば、摂氏２０度）である。このため、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、制御部５は第１減圧機構１４を下限開度Ｖ１及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0052】

制御部５は、例えば、リモコン５１によって設定された設定温度、及び室内ユニット２に設置された温度センサ（図示省略）の検出温度等に基づいて、下限開度Ｖ１及び上限開度Ｖ３の範囲内で第１減圧機構１４を制御する。第１減圧機構１４は下限開度Ｖ１よりも大きい開度にて制御されるため、電装品３１の結露発生を抑制することができる。

【0053】

時刻ｔ２に、圧縮機１１の周波数は周波数Ｆ１よりも高い周波数Ｆ２となる。しかしながら、本比較例において制御部５は第１減圧機構１４の下限開度について圧縮機１１の周波数を参酌しないため、時刻ｔ２以降も制御部５は第１減圧機構１４を下限開度Ｖ１及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0054】

時刻ｔ３に、圧縮機１１の周波数は周波数Ｆ１に低下し、センサ３３の検出温度は温度Ｔｈ２に上昇する。このため、時刻ｔ３以降、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を開度Ｖ１から開度Ｖ２に増加させる。そして、制御部５は、第１減圧機構１４を下限開度Ｖ２及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。第１減圧機構１４は下限開度Ｖ２よりも大きい開度にて制御されるため、電装品３１の結露発生を抑制することができる。

【0055】

時刻ｔ４に、圧縮機１１の周波数は再び周波数Ｆ２となるが、制御部５は引き続き第１減圧機構１４を下限開度Ｖ２及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0056】

本比較例では、外気温が高い場合に、第１減圧機構１４の下限開度をより高い値とすることで、電装品３１の結露発生を抑制している。しかしながら、下限開度の決定において圧縮機１１の周波数を考慮していないため、例えば時刻ｔ４以降、圧縮機１１の周波数がより高くなって電装品３１の結露発生のおそれが低い場合でも、下限開度をより高い値としている。これにより、結露対策をしなくてもよい環境下において無駄に結露対策を講じてしまうことで、第１減圧機構１４の調整幅が狭くなる。この結果、冷凍装置１の冷房能力が低下する。

【0057】

［冷凍装置の第１の制御例］
次に、本実施形態における冷凍装置１の第１の制御例を説明する。この制御例は、圧縮機１１の周波数と、センサ３３の検出温度との両方に基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定する例であり、上記の（Ａ）及び（Ｂ）の観点を考慮した制御例である。

【0058】

図４は、冷凍装置１の第１の制御例を説明するタイムチャートである。図４の上段は第１減圧機構１４の開度を示し、図４の中段は圧縮機１１の周波数を示し、図４の下段はセンサ３３が検出する温度を示している。本制御例では、圧縮機１１の周波数及びセンサ３３の検出温度が図３の比較例と同様に変動する例を挙げて説明する。

【0059】

制御部５は、比較例と同様に上限開度を開度Ｖ３に決定する。また、制御部５は、圧縮機１１の周波数と、センサ３３の検出温度とに基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定する。冷房運転中、制御部５は、当該下限開度及び上限開度の範囲内で第１減圧機構１４の開度を制御する。

【0060】

図５は、センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ１である場合において、圧縮機１１の周波数と、制御部５が決定する第１減圧機構１４の下限開度との関係を示すグラフである。図５の横軸は圧縮機１１の周波数を示し、図５の縦軸は制御部５が決定する第１減圧機構１４の下限開度を示している。

【0061】

図５に示すように、圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値Ｆｔｈ以下の場合、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を所定の第１開度Ｖ１に決定する。また、圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値Ｆｔｈよりも高い場合、電装品３１はより高く発熱して結露しにくい状態となるため、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を第１開度Ｖ１よりも小さい開度Ｖ１ａに決定する。開度Ｖ１ａは、例えば第１開度Ｖ１よりも所定値Ａ１だけ小さい値である（Ｖ１ａ＝Ｖ１－Ａ１）。

【0062】

センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ１と異なる場合にも、制御部５は圧縮機１１の周波数に基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定する。例えば、センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ２で、かつ圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値Ｆｔｈ以下の場合、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を所定の第１開度Ｖ２（但し、Ｖ２＞Ｖ１）に決定する。また、センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ２で、かつ圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値Ｆｔｈよりも高い場合、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を第１開度Ｖ２よりも所定値Ａ２だけ小さい開度Ｖ２ａに決定する（Ｖ２ａ＝Ｖ２－Ａ２）。

【0063】

センサ３３の検出温度及び圧縮機１１の周波数にそれぞれ対応する第１減圧機構１４の下限開度は、例えばメモリ５３ｂ（図２）にテーブル形式にて格納されている。制御部５は、センサ３３の検出温度及び圧縮機１１の周波数を取得して、メモリ５３ｂに格納されているテーブルを参照することで、第１減圧機構１４の下限開度を決定する。なお、第１減圧機構１４の下限開度は、センサ３３の検出温度及び圧縮機１１の周波数をそれぞれ変数とする関数形式にてメモリ５３ｂに格納されていてもよい。

【0064】

また、上記ではセンサ３３の検出温度ごとに、第１開度Ｖ１，Ｖ２からそれぞれ所定値Ａ１，Ａ２だけ小さい開度を下限開度Ｖ１ａ，Ｖ２ａとして採用するが、センサ３３の検出温度にかかわらず一定の所定値Ａ３を第１開度Ｖ１，Ｖ２から減算することで下限開度Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂを算出してもよい（Ｖ１ｂ＝Ｖ１－Ａ３、及びＶ２ｂ＝Ｖ２－Ａ３）。

【0065】

図４を参照する。時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、圧縮機１１は第１閾値Ｆｔｈよりも低い周波数Ｆ１で運転し、センサ３３の検出温度は温度Ｔｈ１である。このため、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、制御部５は第１減圧機構１４を下限開度Ｖ１及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0066】

時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、圧縮機１１の周波数は第１閾値Ｆｔｈよりも高い周波数Ｆ２で運転する。このため、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、制御部５は第１減圧機構１４を第１開度Ｖ１よりも所定値Ａ１だけ小さい下限開度Ｖ１ａ及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0067】

時刻ｔ３に、圧縮機１１の周波数は第１閾値Ｆｔｈよりも小さい周波数Ｆ１に低下し、センサ３３の検出温度は温度Ｔｈ２に上昇する。このため、時刻ｔ３以降、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を開度Ｖ１ａから開度Ｖ２に増加させる。そして、制御部５は、第１減圧機構１４を下限開度Ｖ２及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0068】

時刻ｔ４以降、圧縮機１１の周波数は再び周波数Ｆ２で運転する。このため、時刻ｔ４以降、制御部５は第１減圧機構１４を第１開度Ｖ２よりも所定値Ａ２だけ小さい下限開度Ｖ２ａ及び上限開度Ｖ３の範囲内で制御する。

【0069】

本制御例では、圧縮機１１の周波数に基づいて第１減圧機構１４の下限開度を変更することで、熱源側熱交換器１３におけるサブクール（過冷却度）を電装品３１の発熱状況に適した状態に調整することができる。具体的には、圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値Ｆｔｈよりも高くなり、電装品における発熱が強まった場合に、制御部５が第１減圧機構１４の下限開度を所定の第１開度Ｖ１（又は第１開度Ｖ２）よりも小さくする。これにより、電装品３１における結露発生を抑制できる範囲で、第１減圧機構１４の調整幅を確保することができる。この結果、電装品３１の結露発生を抑制しつつ、冷凍装置１の冷媒能力を維持することができる。

【0070】

さらに、制御部５は、センサ３３の検出温度に基づいて、下限開度を変更する。具体的には、制御部５はセンサ３３の検出温度が高いほど、下限開度を大きくする。これにより、より確実に電装品３１における結露の発生を抑制することができる。

【0071】

［冷凍装置の第２の制御例］
上記の第１の制御例では、図５に示すように第１閾値Ｆｔｈを境として制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を開度Ｖ１と開度Ｖ１ａとにステップ状に変更する。しかしながら、制御部５の制御はこれに限られず、圧縮機１１の周波数に応じて第１減圧機構１４の下限開度を徐々に変更してもよい。

【0072】

図６は、センサ３３の検出温度が温度Ｔｈ１である場合において、圧縮機１１の周波数と、制御部５が決定する第１減圧機構１４の下限開度との関係を示すグラフである。図６に示すように、圧縮機１１の周波数がＦ１未満の場合、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を所定の第１開度Ｖ１に決定する。また、圧縮機１１の周波数がＦ２（但し、Ｆ２＞Ｆ１）よりも高い場合、制御部５は第１減圧機構１４の下限開度を第１開度Ｖ１よりも所定値Ａ１だけ小さい開度Ｖ１ａに決定する。

【0073】

圧縮機１１の周波数がＦ１以上Ｆ２以下の場合、制御部５は圧縮機１１の周波数が高くなるに従い、第１減圧機構１４の下限開度を小さくする。図６では一次関数的に第１減圧機構１４の下限開度を小さくする例を挙げているが、これは一例であり、第１減圧機構１４の下限開度が単調減少するのであれば、周波数と下限開度の関係は一次関数的でなくてもよい。

【0074】

［変形例］
本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。以下の変形例において、上記の実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。

【0075】

上記の制御例では、制御部５は圧縮機１１の周波数と、センサ３３の検出温度とに基づいて、第１減圧機構１４の下限開度を決定する。しかしながら、制御部５は、センサ３３の検出温度を考慮せず、圧縮機１１の周波数のみに基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定してもよい。当変形例は、前述の（Ａ）の観点のみを考慮した制御例である。

【0076】

例えば圧縮機１１の駆動に伴う電装品３１の発熱が顕著である場合には、電装品３１の発熱と比べて外気温による結露への影響は軽微となる。このような場合に、圧縮機１１の周波数のみに基づいて第１減圧機構１４の下限開度を決定するように制御部５を構成することで、電装品３１の結露発生を抑制しつつ、制御部５における演算処理の負荷を低減することができる。

【0077】

［その他］
上記の各実施形態及び変形例については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。

【0078】

［実施形態の作用効果］
（１）実施形態に係る冷凍装置１は、圧縮機１１、熱源側熱交換器１３、減圧機構１４、圧縮機１１を駆動する電装品３１を冷却する冷却部１５及び利用側熱交換器１８が冷媒配管４０によってこの順に接続された冷媒回路４と、減圧機構１４の開度を、所定の下限開度よりも大きな開度で制御する制御部５と、を備え、制御部５は、利用側熱交換器１８を蒸発器として機能させる場合、減圧機構１４の前記下限開度を、圧縮機１１の周波数に基づき変更する、冷凍装置１である。

【0079】

電装品の発熱は、圧縮機１１の周波数に応じて変化する。実施形態に係る冷凍装置１によれば、圧縮機１１の周波数に基づいて減圧機構１４の下限開度を変更することで、熱源側熱交換器１３におけるサブクール（過冷却度）を電装品３１の発熱状況に適した状態に調整することができる。これにより、電装品３１における結露の発生を抑制することができる。

【0080】

（２）実施形態に係る制御部５は、圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値よりも高くなった場合、前記下限開度を所定の第１開度よりも小さくする。

【0081】

圧縮機１１の周波数が所定の第１閾値を上回る場合、電装品３１における発熱が強まりやすく、電装品３１は結露しにくくなる。実施形態に係る冷凍装置１によれば、このような場合に、減圧機構１４の下限開度を所定の第１開度よりも小さくすることで、熱源側熱交換器１３におけるサブクール（過冷却度）を大きくしやすくする。これにより、電装品３１における結露を抑制できる範囲で、冷凍装置１の能力を維持することができる。

【0082】

（３）実施形態に係る制御部５は、圧縮機１１の周波数が高くなるに従い、前記下限開度を小さくする。

【0083】

圧縮機１１の周波数が高いほど、電装品３１における発熱が強まりやすく、電装品３１は結露しにくくなる。実施形態に係る冷凍装置１によれば、このような場合に、減圧機構１４の下限開度を小さくすることで、熱源側熱交換器１３におけるサブクール（過冷却度）を大きくしやすくする。これにより、電装品３１における結露を抑制できる範囲で、冷凍装置１の能力を維持することができる。

【0084】

（４）実施形態に係る制御部５は、外気温を検出するセンサ３３の検出温度に基づいて、前記下限開度を変更する。

【0085】

外気温が高いほど、電装品３１は結露しやすくなる。実施形態に係る冷凍装置１によれば、圧縮機１１の周波数に加えて、外気温に応じて変化する検出温度に基づいて減圧機構１４の下限開度を変更することで、熱源側熱交換器１３におけるサブクール（過冷却度）を電装品３１の発熱状況に適した状態に調整することができる。これにより、電装品３１における結露の発生を抑制することができる。

【0086】

［補記］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0087】

１：冷凍装置、１１：圧縮機、１２：切換機構、１３：熱源側熱交換器、１４：第１減圧機構（減圧機構）、１５：冷却部、１６：レシーバ、１７：第２減圧機構、１８：利用側熱交換器、１９：アキュムレータ、２：室内ユニット、２１：室内ファン、３：室外ユニット、３１：電装品、３２：室外ファン、３３：センサ、３５：電磁弁、４：冷媒回路、４０：冷媒配管、４１：領域、４２：領域、４３：領域、４４：領域、４５：領域、４６：領域、４７：バイパス管、５：制御部、５ａ：室内制御部、５ｂ：室外制御部、５１：リモートコントロールユニット（リモコン）、５２ａ：プロセッサ、５２ｂ：プロセッサ、５３ａ：メモリ、５３ｂ：メモリ、Ｐ１：ポート、Ｐ２：ポート、Ｐ３：ポート、Ｐ４：ポート、Ｖ１：開度（下限開度、第１開度の一例）、Ｖ１ａ：開度（下限開度）、Ｖ１ｂ：開度（下限開度）、Ｖ２：開度（下限開度、第１開度の一例）、Ｖ２ａ：開度（下限開度）、Ｖ２ｂ：開度（下限開度）、Ｖ３：開度（上限開度）、Ａ１：所定値、Ａ２：所定値、Ａ３：所定値、Ｔｈ１：温度、Ｔｈ２：温度、ｔ１：時刻、ｔ２：時刻、ｔ３：時刻、ｔ４：時刻、Ｆ１：周波数、Ｆ２：周波数、Ｆｔｈ：第１閾値、Ｒ１：部屋

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】