JP2017083145A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒圧力の過度の上昇を抑制する空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機１００は、圧縮機２０４と、室内熱交換器３０１と、室外熱交換器２０７と、室内制御部３１１と、室外制御部２１１とを備える。圧縮機２０４は、周波数を変更可能である。室内熱交換器３０１は、圧縮機２０４により循環させられる冷媒と室内空気とを熱交換して調和空気を生成する。室外熱交換器２０７は、冷媒と室外空気とを熱交換する。室内制御部３１１は、運転モードを設定する。室外制御部２１１は、圧縮機２０４の周波数制御を行う。室外制御部２１１は、運転モードが通常暖房モードよりも高温の調和空気が生成される高温風モードに設定された場合に、冷媒圧力の抑制レベルが第１抑制レベルに設定された第１条件下で周波数制御を行う。その後に、抑制レベルが第１抑制レベルよりも低い第２抑制レベルに設定された第２条件下で周波数制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、空気調和機に関する。

暖房運転の開始時に熱交換器温度に対してファンの上限風量を高く設定し、安定時にファンの上限風量を低く設定する空気調和機が知られている（特許文献１（特開平５−８７３９１号公報）参照）。

この種の空気調和機は、一般的な暖房モードよりも高温風を吹出す高温風モードを暖房機能として備える場合がある。運転モードが高温風モードに設定された場合には、空気調和機は、室内ファンの回転数を低下させ、かつ、圧縮機の周波数を増加させることにより、凝縮器の温度を上昇させる。このとき、凝縮器の温度が上昇し過ぎると、すなわち、冷媒圧力が上昇し過ぎると、圧縮機が停止してしまう。

本発明の課題は、冷媒圧力の過度の上昇を抑制する空気調和機を提供することである。

本発明の第１観点に係る空気調和機は、圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、設定部と、制御部とを備える。圧縮機は、周波数を変更可能である。室内熱交換器は、圧縮機により循環させられる冷媒と室内空気とを熱交換して調和空気を生成する。室外熱交換器は、冷媒と室外空気とを熱交換する。設定部は、運転モードを設定する。制御部は、圧縮機の周波数制御を行う。制御部は、運転モードが第１暖房モードよりも高温の調和空気が生成される第２暖房モードに設定された場合に、冷媒圧力の抑制レベルが第１抑制レベルに設定された第１条件下で周波数制御を行う。その後に、抑制レベルが第１抑制レベルよりも低い第２抑制レベルに設定された第２条件下で周波数制御を行う。

本発明の第１観点に係る空気調和機では、制御部は、運転モードが第２暖房モードに設定された場合に、直ちに第２条件下で周波数制御を行うのではなく、第２条件下での周波数制御に先立って、第１条件下で周波数制御を行う。第２条件下での周波数制御に先立って、冷媒圧力の抑制レベルがより高い第１抑制レベルに設定された第１条件下で周波数制御を行うことにより、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第２観点に係る空気調和機においては、冷媒圧力が予め設定されている範囲内に維持されている時間が、予め設定されている時間に達した場合に、制御部は、第１条件下での周波数制御から第２条件下での周波数制御に移行する。

本発明の第２観点に係る空気調和機では、冷媒圧力が予め設定されている範囲内に維持されている時間が、予め設定されている時間に達した場合、すなわち、冷媒圧力の安定性が確保されている場合に、制御部は、第１条件下での周波数制御から第２条件下での周波数制御に移行する。冷媒圧力の安定性が確保された後に第２条件下での周波数制御に移行するので、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第３観点に係る空気調和機においては、第１抑制レベルに設定された第１条件下は、垂下制御の開始閾値が第１閾値に設定された条件下である。第２抑制レベルに設定された第２条件下は、開始閾値が第２閾値に設定された条件下である。垂下制御は、周波数制御に含まれ、周波数を垂下する制御である。第２閾値は、第１閾値よりも大きい。

本発明の第３観点に係る空気調和機では、制御部は、垂下制御の開始閾値に応じて、周波数制御を行う。制御部は、開始閾値が第１閾値に設定された条件下では、開始閾値が第２閾値に設定された条件下よりも、早い段階で垂下制御を行う。したがって、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第４観点に係る空気調和機においては、周波数制御は、アップ制御および無変化制御の少なくとも一方を含む。アップ制御は、周波数を上昇させる制御である。無変化制御は、周波数を維持する制御である。第１条件下でのアップ制御と第２条件下でのアップ制御、および第１条件下での無変化制御と第２条件下での無変化制御の少なくとも一方においては、制御部は、互いに異なる開始閾値を設定する。

本発明の第４観点に係る空気調和機では、第１条件および第２条件に応じて、アップ制御の開始閾値および無変化制御の開始閾値を適宜設定することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和機においては、第１条件下でのアップ制御の開始閾値は、第２条件下でのアップ制御の開始閾値と同一である。

本発明の第５観点に係る空気調和機では、アップ制御の開始閾値は、第１条件下および第２条件下で共通であるので、制御部は、第１条件下から第２条件下に移行するに当たって、アップ制御を維持し易くなる。

本発明の第６観点に係る空気調和機は、凝縮器と、温度センサとをさらに備える。温度センサは、凝縮器の温度を検出する。制御部は、温度センサの出力値に基づいて、周波数制御を行う。

本発明の第６観点に係る空気調和機では、制御部は、温度センサの出力値に基づいて、周波数制御を行うので、空気調和機が圧力センサを備えなくてもよい。

本発明の第７観点に係る空気調和機は、圧縮機の吐出側での冷媒圧力を検出する圧力センサをさらに備える。制御部は、圧力センサの出力値に基づいて、周波数制御を行う。

本発明の第７観点に係る空気調和機では、制御部は、圧力センサの出力値に基づいて、周波数制御を行う。これにより、周波数制御をより高精度で行うことができる。

本発明の第８観点に係る空気調和機においては、運転モードが第１暖房モードに設定された場合に、制御部は、第１条件下で周波数制御を行う。

本発明の第８観点に係る空気調和機では、運転モードが第１暖房モードに設定された場合には、制御部は、第１条件下で周波数制御を行う。したがって、運転モードが第１暖房モードから第２暖房モードに切り換えられた場合には、制御部は、第１条件下で周波数制御を継続し、その後、第２条件下で周波数制御を行う。すなわち、運転モードが第１暖房モードに設定された場合と、運転モードが第２暖房モードに設定された場合とで一部の条件が共通するので、プログラムを簡略化することができる。

本発明の第９観点に係る空気調和機においては、運転モードが第２暖房モードから第１暖房モードに切り換えられた場合に、制御部は、第１条件下で周波数制御を行う。

本発明の第９観点に係る空気調和機では、運転モードが第１暖房モードに切り換えられた場合には、制御部は、第２条件下で周波数制御を行うことなく、第１条件下で周波数制御を行う。すなわち、第２条件下での周波数制御から第１条件下での周波数制御へ段階的に切り換えるのではなく、直ちに第１条件下での周波数制御へ切り換える。これにより、周波数制御が段階的に切り換わる場合に比べて、圧縮機の周波数をより下げることができる。

本発明の第１観点に係る空気調和機では、制御部は、第２条件下での周波数制御に先立って、冷媒圧力の抑制レベルがより高い第１抑制レベルに設定された第１条件下で周波数制御を行う。これにより、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第２観点に係る空気調和機では、冷媒圧力の安定性が確保された後に第２条件下での周波数制御に移行するので、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第３観点に係る空気調和機では、制御部は、開始閾値が第１閾値に設定された条件下では、開始閾値が第２閾値に設定された条件下よりも、早い段階で垂下制御を行う。したがって、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第４観点に係る空気調和機では、第１条件および第２条件に応じて、アップ制御の開始閾値および無変化制御の開始閾値を適宜設定することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和機では、アップ制御の開始閾値は、第１条件下および第２条件下で共通であるので、制御部は、第１条件下から第２条件下に移行するに当たって、アップ制御を維持し易くなる。

本発明の第６観点に係る空気調和機では、制御部は、温度センサの出力値に基づいて、周波数制御を行うので、空気調和機が圧力センサを備えなくてもよい。

本発明の第７観点に係る空気調和機では、制御部は、圧力センサの出力値に基づいて、周波数制御を行う。これにより、周波数制御をより高精度で行うことができる。

本発明の第８観点に係る空気調和機では、運転モードが第１暖房モードに設定された場合と、運転モードが第２暖房モードに設定された場合とで一部の条件が共通するので、プログラムを簡略化することができる。

本発明の第９観点に係る空気調和機では、第２条件下での周波数制御から第１条件下での周波数制御へ段階的に切り換えるのではなく、直ちに第１条件下での周波数制御へ切り換える。これにより、周波数制御が段階的に切り換わる場合に比べて、圧縮機の周波数をより下げることができる。

空気調和機の構成の一例を説明する図である。 空気調和機の機能ブロックの一例を説明する図である。 ピークカット制御ゾーンの一例を説明する図である。 ピークカット制御ゾーンの設定処理のフローチャートの一例を示す図である。 安定処理のフローチャートの一例を示す図である。

本発明の実施形態を以下に示す。なお、以下の実施形態は、具体例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
（１）空気調和機の概略構成
図１は、空気調和機１００の構成の一例を説明する図である。空気調和機１００は、熱源側ユニットとしての空調室外機２００と、利用側ユニットとしての空調室内機３００とを含む。空調室外機２００と空調室内機３００は、液冷媒の冷媒連絡配管１０１およびガス冷媒の冷媒連絡配管１０２を介して、互いに接続されている。

空気調和機１００の冷媒回路は、空調室外機２００、空調室内機３００、冷媒連絡配管１０１、および冷媒連絡配管１０２によって、構成されている。より詳細には、冷媒回路は、膨張弁２０３、圧縮機２０４、四路切換弁２０５、アキュムレータ２０６、室外熱交換器２０７、および室内熱交換器３０１を含む。

（２）空気調和機の詳細構成
（２−１）空調室内機
空調室内機３００は、室内熱交換器３０１と、室内ファン３０２とを有する。室内熱交換器３０１は、例えば、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る。室内熱交換器３０１は、冷房運転時に冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時に冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する。すなわち、冷媒と室内空気とを熱交換して調和空気を生成する。生成された調和空気は、空調室内機３００の吹出口（図示せず）から吹き出される。室内ファン３０２は、空気を室内熱交換器３０１に供給する。

（２−２）空調室外機
空調室外機２００は、ガス冷媒配管２０１と、液冷媒配管２０２と、膨張弁２０３と、圧縮機２０４と、四路切換弁２０５と、アキュムレータ２０６と、室外熱交換器２０７と、室外ファン２０８とを有する。ガス冷媒配管２０１の一端は、室外熱交換器２０７のガス側端部に接続され、ガス冷媒配管２０１の他端は、四路切換弁２０５に接続されている。液冷媒配管２０２の一端は、室外熱交換器２０７の液側端部に接続され、液冷媒配管２０２の他端は、膨張弁２０３に接続されている。

膨張弁２０３は、冷媒を減圧する機構である。膨張弁２０３は、室外熱交換器２０７と冷媒連絡配管１０１の間に設けられている。圧縮機２０４は、圧縮機用モータによって駆動される密閉式圧縮機である。圧縮機用モータは、インバータにより運転周波数を制御する。これにより、圧縮機２０４の容量を制御する。

四路切換弁２０５は、冷媒が流れる方向を切り換える機構である。冷房運転時には、図１の四路切換弁２０５の実線に示されるように、四路切換弁２０５は、圧縮機２０４の吐出側の冷媒配管とガス冷媒配管２０１を接続すると共に、アキュムレータ２０６を介して、圧縮機２０４の吸入側の冷媒配管と冷媒連絡配管１０２を接続する。一方、暖房運転時には、図１の四路切換弁２０５の破線に示されるように、四路切換弁２０５は、圧縮機２０４の吐出側の冷媒配管と冷媒連絡配管１０２を接続すると共に、アキュムレータ２０６を介して、圧縮機２０４の吸入側の冷媒配管とガス冷媒配管２０１を接続する。

アキュムレータ２０６は、冷媒を気相と液相に分ける。アキュムレータ２０６は、圧縮機２０４と四路切換弁２０５の間に設けられている。

室外熱交換器２０７は、冷房運転時に冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時に冷媒の蒸発器として機能する。室外ファン２０８は、空気を室外熱交換器２０７に供給する。

（３）空気調和機の空調動作
（３−１）冷房運転
膨張弁２０３の開度は、室内熱交換器３０１の出口（すなわち、室内熱交換器３０１のガス側）における冷媒の過熱度が一定になるように、調整されている。冷房運転時の四路切換弁２０５の接続状態は、既に説明した通りである。

以上のような状態の冷媒回路において、圧縮機２０４から吐出された冷媒は、四路切換弁２０５を通って室外熱交換器２０７へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器２０７から流出された冷媒は、膨張弁２０３を通過するときに膨張する。その後、室内熱交換器３０１へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。

（３−２）暖房運転
膨張弁２０３の開度は、室内熱交換器３０１の出口における冷媒の過冷却度が過冷却度目標値で一定になるように、調節されている。暖房運転時の四路切換弁２０５の接続状態は、既に説明した通りである。

以上のような状態の冷媒回路において、圧縮機２０４から吐出された冷媒は、四路切換弁２０５を通って室内熱交換器３０１へ流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。室内熱交換器３０１から流出した冷媒は、膨張弁２０３を通過するときに膨張する。その後、室外熱交換器２０７へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器２０７から流出した冷媒は、四路切換弁２０５を通過後に再び圧縮機２０４へ吸入されて圧縮される。

（４）空気調和機の機能ブロック
図２は、空気調和機１００の機能ブロックの一例を説明する図である。空調室外機２００は、既に説明した圧縮機２０４に加えて、室外制御部２１１を含む。空調室内機３００は、既に説明した室内ファン３０２に加えて、室内制御部３１１と、温度センサ３１２と、リモートコントローラ３１３とを含む。

温度センサ３１２は、室内熱交換器温度を検出する。室内熱交換器温度は、室内熱交換器３０１の２相域での温度である。温度センサ３１２は、室内制御部３１１に電気的に接続されている。温度センサ３１２は、検出した室内熱交換器温度を室内制御部３１１に送信する。

リモートコントローラ３１３は、ユーザ操作に基づいて、赤外線により、室内制御部３１１にコマンド信号を送信する。コマンド信号は、運転モードの設定に関するコマンド信号を含む。ユーザは、リモートコントローラ３１３を操作することによって、空調室内機３００の運転モードを設定することができる。

室内制御部３１１は、ＭＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等から構成されたコンピュータである。ＲＯＭには、後述の各種の開始閾値等が予め記憶されている。室内制御部３１１は、室内ファン３０２に電気的に接続されている。

室内制御部３１１は、リモートコントローラ３１３から送信されるコマンド信号に基づいて、運転モードを設定する設定部としての役割を担う。運転モードは、第１暖房モードの一例としての通常暖房モード、および第２暖房モードの一例としての高温風モードを含む。すなわち、空気調和機１００は、通常暖房モードおよび高温風モードを暖房機能として備える。高温風モードの吹出し温度は、通常暖房モードの吹出し温度よりも高い。すなわち、高温風モードでは、通常暖房モードよりも高温の調和空気が生成される。

運転モードが高温風モードに設定された場合には、室内制御部３１１が室内ファン３０２の回転数を低下させると共に、室外制御部２１１が圧縮機２０４の運転周波数を増加させることにより、室内熱交換器温度を上昇させる。ここで、室外制御部２１１は、室内の目標温度と室内の実温度との温度差Δｄに応じて、圧縮機２０４の運転周波数を決定する。室外制御部２１１は、室内の目標温度として、設定し得る最大値を設定する。これにより、温度差Δｄが増加するので、運転周波数を増加させることができる。

運転モードが通常暖房モードに設定されている場合に、ユーザから高温風モードの機能オンの要求があれば、室内制御部３１１は、通常暖房モードから高温風モードに切り換える。一方、運転モードが高温風モードに設定されている場合に、ユーザから高温風モードの機能オフの要求があれば、室内制御部３１１は、高温風モードから通常暖房モードに切り換える。また、運転モードが高温風モードに設定されてから、予め設定されている時間が経過した場合にも、室内制御部３１１は、高温風モードから通常暖房モードに切り換える。

室内制御部３１１は、高温風モードの設定に関する制御信号を室外制御部２１１に送信する。高温風モードの設定に関する制御信号は、高温風モードが設定された旨を示す高温風通知、または高温風モードが解除された旨を示す高温風解除通知を示す制御信号である。運転モードが高温風モードに設定された場合に、室内制御部３１１は、高温風通知を室外制御部２１１に送信する。また、室内制御部３１１は、室内熱交換器温度、各種の開始閾値を室外制御部２１１に送信する。

室外制御部２１１は、ＭＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等から構成されたコンピュータである。室外制御部２１１は、圧縮機２０４に電気的に接続されている。暖房運転時には、室外制御部２１１は、室内制御部３１１から送信される室内熱交換器温度に応じて、圧縮機２０４の周波数制御を行う。より詳細には、室内熱交換器温度に応じて、後述のピークカット制御ゾーンを設定し、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を適宜設定する。さらに、設定した制限値内で圧縮機２０４の運転周波数を制御する。

また、詳しくは後述するが、室外制御部２１１は、高温風通知を受信した場合に、第１抑制レベルに設定された第１条件下で周波数制御した後に、第２抑制レベルに設定された第２条件下で周波数制御を行う。第１抑制レベルおよび第２抑制レベルは、冷媒圧力の抑制レベルである。第１抑制レベルは、第２抑制レベルよりも高い。本実施形態においては、抑制レベルは、主に、後述の垂下制御の開始閾値によって決定される。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が予め設定されている温度以上に上昇すると、圧縮機２０４の運転周波数を決定するに当たって、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を設定するピークカット制御を実行する。詳しくは後述するが、本実施形態においては、ピークカット制御に関するゾーンとして、２種類のピークカット制御ゾーンが設定されている。

（５）ピークカット制御ゾーン
図３は、ピークカット制御ゾーンの一例を説明する図である。既に説明したように、本実施形態においては、２種類のピークカット制御ゾーンが設定されている。図３の左側のピークカット制御ゾーンは、通常のピークカット制御ゾーンを示し、図３の右側のピークカット制御ゾーンは、高温風モード用のピークカット制御ゾーンを示す。通常のピークカット制御ゾーンは、例えば、運転モードが通常暖房モードに設定された場合に、利用される。

２種類のピークカット制御ゾーンのそれぞれは、５つのゾーンを有する。５つのゾーンは、停止ゾーン、垂下ゾーン、無変化ゾーン、アップゾーン、および復帰ゾーンを含む。５つのゾーンは、室内熱交換器温度に応じて区分けされている。停止ゾーン、垂下ゾーン、無変化ゾーン、アップゾーン、復帰ゾーンの順に、室内熱交換器温度は低くなる。

本実施形態においては、矢印Ａ１および矢印Ａ２に示されるように、室内熱交換器温度の上昇時の各ゾーンの開始閾値は、室内熱交換器温度の下降時の各ゾーンの開始閾値とは異なる。ここでは、主に、室内熱交換器温度の上昇時の各ゾーンの開始閾値を説明する。

停止ゾーンは、圧縮機２０４を停止させるゾーンである。開始閾値ＳＴは、停止制御の開始閾値である。開始閾値ＳＴは、通常のピークカット制御ゾーンと高温風モード用のピークカット制御ゾーンとで共通である。開始閾値ＳＴは、許容される冷媒圧力に応じて予め設定されている。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が開始閾値ＳＴに達した場合に、停止制御を実行する。すなわち、圧縮機２０４を停止させる。

垂下ゾーンは、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を一定時間毎に垂下させるゾーンである。第１閾値としての開始閾値Ｄｆは、通常のピークカット制御ゾーンでの垂下制御の開始閾値である。第２閾値としての開始閾値Ｄｓは、高温風モード用のピークカット制御ゾーンでの垂下制御の開始閾値である。開始閾値Ｄｓは、開始閾値Ｄｆよりも大きい。このため、高温風モード用の垂下ゾーンの幅は、通常の垂下ゾーンの幅よりも狭い。換言すると、開始閾値ＳＴと開始閾値Ｄｓの差は、開始閾値ＳＴと開始閾値Ｄｆの差よりも小さい。例えば、垂下制御の開始閾値Ｄｓを５８℃程度に設定すれば、吐出ガスを利用することにより、高温風モードの吹出し温度として６０℃を実現することができる。

本実施形態においては、上述の第１抑制レベルに設定された第１条件下とは、垂下制御の開始閾値が開始閾値Ｄｆに設定された条件下である。第２抑制レベルに設定された第２条件下は、垂下制御の開始閾値が開始閾値Ｄｓに設定された条件下である。

室外制御部２１１は、通常のピークカット制御ゾーンにおいては、室内熱交換器温度が開始閾値Ｄｆに達した場合に、垂下制御を実行する。すなわち、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を一定時間毎に垂下させる。同様に、高温風モード用のピークカット制御ゾーンにおいては、室内熱交換器温度が開始閾値Ｄｓに達した場合に、垂下制御を実行する。室外制御部２１１は、通常のピークカット制御ゾーンと高温風モード用のピークカット制御ゾーンとで、制限値の垂下速度を共通にしてもよいし、異ならせてもよい。圧縮機２０４の運転周波数の制限値が垂下するので、制限値の垂下に伴い、圧縮機２０４の運転周波数も低下する。

無変化ゾーンは、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を変化させないゾーンである。開始閾値Ｍｆは、通常のピークカット制御ゾーンでの無変化制御の開始閾値である。開始閾値Ｍｓは、高温風モード用のピークカット制御ゾーンでの無変化制御の開始閾値である。開始閾値Ｍｓは、開始閾値Ｍｆよりも大きい。

室外制御部２１１は、通常のピークカット制御ゾーンにおいては、室内熱交換器温度が開始閾値Ｍｆに達した場合に、無変化制御を実行する。すなわち、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を維持する。同様に、高温風モード用のピークカット制御ゾーンにおいては、室内熱交換器温度が開始閾値Ｍｓに達した場合に、無変化制御を実行する。

アップゾーンは、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を一定時間毎に上昇させるゾーンである。開始閾値ＵＰは、アップ制御の開始閾値である。本実施形態においては、開始閾値ＵＰは、通常のピークカット制御ゾーンと高温風モード用のピークカット制御ゾーンとで共通である。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が開始閾値ＵＰに達した場合に、アップ制御を実行する。すなわち、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を一定時間毎に上昇させる。室外制御部２１１は、通常のピークカット制御ゾーンと高温風モード用のピークカット制御ゾーンとで、制限値の上昇速度を共通にしてもよいし、異ならせてもよい。圧縮機２０４の運転周波数の制限値が上昇するので、制限値の上昇に伴い、圧縮機２０４の運転周波数も上昇する。

復帰ゾーンは、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を解除するゾーンである。開始閾値ＲＥは、室内熱交換器温度の下降時における、復帰制御の開始閾値である。本実施形態においては、開始閾値ＲＥは、通常のピークカット制御ゾーンと高温風モード用のピークカット制御ゾーンとで共通である。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が開始閾値ＲＥに達した場合に、復帰制御を実行する。すなわち、圧縮機２０４の運転周波数の制限値を解除する。

（６）フローチャート
図４は、ピークカット制御ゾーンの設定処理のフローチャートの一例を示す図である。本フローチャートは、空気調和機１００の電源がオンされ、かつ、運転モードが通常暖房モードに設定された場合に開始される。

室外制御部２１１は、運転モードが高温風モードに設定されたかを判定する（ステップＳ１０１）。室外制御部２１１は、高温風通知を受信したかを判定することにより、運転モードが高温風モードに設定されたかを判定することができる。

室外制御部２１１は、運転モードが高温風モードに設定されたと判定した場合には（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、後述の安定処理を実行する（ステップＳ１０２）。その後、室内熱交換器温度を上昇させるべく、高温風モード用のピークカット制御ゾーンを設定する。このとき、室外制御部２１１は、室内熱交換器温度を上昇させるべく、圧縮機２０４の周波数を上昇させる。なお、室外制御部２１１が、直ちに高温風モード用のピークカット制御ゾーンを設定するのではなく、その設定に先立って、後述の安定処理を実行するのは、暖房運転の開始時のように、冷媒圧力が上昇中の状況においては、室内熱交換器温度が停止制御の開始閾値を超えてしまう恐れがあるためである。

室外制御部２１１は、安定処理の終了後に、高温風モード用のピークカット制御ゾーンを設定する（ステップＳ１０３）。より詳細には、図３の高温風モード用のピークカット制御ゾーンを例に挙げると、垂下制御の開始閾値として開始閾値Ｄｓを設定する。同様に、無変化制御の開始閾値として開始閾値Ｍｓを設定し、アップ制御の開始閾値として開始閾値ＵＰを設定する。

室外制御部２１１は、高温風モードが終了したかを判定する（ステップＳ１０４）。室外制御部２１１は、高温風解除通知を受信したかを判定することにより、高温風モードが終了したかを判定することができる。室外制御部２１１は、高温風モードが終了していないと判定した場合には（ステップＳ１０４でＮＯ）、高温風モード用のピークカット制御ゾーンの各種の開始閾値を維持する。

室外制御部２１１は、高温風モードが終了したと判定した場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、すなわち、運転モードが通常暖房モードに復帰したと判定した場合には、通常のピークカット制御ゾーンを設定する（ステップＳ１０５）。より詳細には、図３の通常のピークカット制御ゾーンを例に挙げると、垂下制御の開始閾値として開始閾値Ｄｆを設定する。同様に、無変化制御の開始閾値として開始閾値Ｍｆを設定し、アップ制御の開始閾値として開始閾値ＵＰを設定する。このとき、室外制御部２１１は、室内熱交換器温度を低下させるべく、圧縮機２０４の周波数を低下させる。ステップＳ１０１において、運転モードが高温風モードでないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、すなわち、運転モードが通常暖房モードであると判定した場合にも、室外制御部２１１は、通常のピークカット制御ゾーンを設定する（ステップＳ１０５）。

室外制御部２１１は、空気調和機１００の電源がオフされたか、または運転モードが他のモードに切り換えられたかを判定する（ステップＳ１０６）。室外制御部２１１は、空気調和機１００の電源がオフされておらず、かつ、運転モードが他のモードに切り換えられていないと判定した場合には（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。室外制御部２１１は、空気調和機１００の電源がオフされたか、または、運転モードが他のモードに切り換えられたと判定した場合には（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

図５は、安定処理のフローチャートの一例を示す図である。室外制御部２１１は、高温風モード用のピークカット制御ゾーンの設定に先立って、通常のピークカット制御ゾーンを設定する（ステップＳ２０１）。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度がアップ制御の開始閾値以上であるかを判定する（ステップＳ２０２）。図３を例に挙げると、室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が開始閾値ＵＰ以上であるかを判定する。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度がアップ制御の開始閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ２０２でＮＯ）、そのまま待機する。すなわち、室内熱交換器温度の上昇を待つ。室外制御部２１１は、室内熱交換器温度がアップ制御の開始閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、冷媒圧力が安定しているかを判定する。本実施形態においては、冷媒圧力に相関する室内熱交換器温度が安定しているかを判定することにより、冷媒圧力の安定を判定する。具体的には、下記の通りである。

室外制御部２１１は、まずは、タイマを開始する（ステップＳ２０３）。次に、室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が垂下ゾーン、無変化ゾーン、またはアップゾーン内に収まっているかを判定する（ステップＳ２０４）。

室外制御部２１１が、室内熱交換器温度が垂下ゾーン、無変化ゾーン、またはアップゾーン内に収まっていないと判定した場合には（ステップＳ２０４でＮＯ）、室内熱交換器温度が安定していないと判定する。この場合には、室内熱交換器温度が復帰ゾーン内であるか判定する（ステップＳ２０５）。より詳細には、室内熱交換器温度がアップ制御の開始閾値未満であるかを判定する。

室外制御部２１１は、室内熱交換器温度が復帰ゾーン内であると判定した場合には（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０２に戻る。一方、室内熱交換器温度が復帰ゾーン内でないと判定した場合には（ステップＳ２０５でＮＯ）、室内熱交換器温度は、停止ゾーン内である。すなわち、停止閾値を超えている。この場合には、室外制御部２１１は、圧縮機２０４を停止させるので、ピークカット制御ゾーンの設定処理を終了する。

ステップＳ２０４において、室内熱交換器温度が垂下ゾーン、無変化ゾーン、またはアップゾーン内に収まっていると判定した場合には（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、室外制御部２１１は、予め設定されている時間が経過したかを判定する（ステップＳ２０７）。室外制御部２１１は、予め設定されている時間が経過していないと判定した場合には（ステップＳ２０７でＮＯ）ステップＳ２０４に戻る。室外制御部２１１は、予め設定されている時間が経過したと判定した場合には（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、室内熱交換器温度が安定していると判定して、一連の処理を終了する。

（７）空気調和機の特徴
本実施形態の空気調和機１００は、運転モードが高温風モードに設定された場合に、室内ファン３０２の回転数を低下させ、かつ、圧縮機２０４の運転周波数を増加させることにより、室内熱交換器温度を上昇させる。このとき、室内熱交換器温度が上昇し過ぎると、すなわち、冷媒圧力が上昇し過ぎると、圧縮機２０４が停止してしまう。

本実施形態の空気調和機１００においては、室外制御部２１１は、運転モードが高温風モードに設定された場合に、第１条件下で周波数制御した後に第２条件下で周波数制御を行う。すなわち、室外制御部２１１は、運転モードが高温風モードに設定された場合に、直ちに第２条件下で周波数制御を行うのではなく、第２条件下での周波数制御に先立って、第１条件下で周波数制御を行う。第２条件下での周波数制御に先立って、冷媒圧力の抑制レベルがより高い第１抑制レベルに設定された第１条件下で周波数制御を行うことにより、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本実施形態の空気調和機１００においては、室内熱交換器温度が通常のピークカット制御ゾーンにおける、垂下ゾーン、無変化ゾーン、またはアップゾーン内に維持されている時間が、予め設定されている時間に達した場合に、室外制御部２１１は、第１条件下での周波数制御から第２条件下での周波数制御に移行する。室内熱交換器温度の安定性、すなわち、冷媒圧力の安定性が確保された後に第２条件下での周波数制御に移行するので、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

本実施形態の空気調和機１００においては、第１抑制レベルに設定された第１条件下とは、垂下制御の開始閾値が開始閾値Ｄｆに設定された条件下である。第２抑制レベルに設定された第２条件下は、垂下制御の開始閾値が開始閾値Ｄｓに設定された条件下である。室外制御部２１１は、第１条件下では、第２条件下よりも、早い段階で垂下制御を行う。したがって、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

ここで、仮に、第２条件下でのアップ制御の開始閾値が、第１条件下でのアップ制御の開始閾値よりも大きければ、高温風モード用のピークカット制御ゾーンに移行した途端に、室内熱交換温度が復帰ゾーンに含まれる場合があり得る。

本実施形態の空気調和機１００においては、第１条件下でのアップ制御の開始閾値は、第２条件下でのアップ制御の開始閾値と同一である。したがって、室外制御部２１１は、第１条件下から第２条件下に移行するに当たって、復帰ゾーンに移行することなく、アップ制御を維持し易くなる。

本実施形態の空気調和機１００においては、第１条件下での無変化制御の開始閾値は、第２条件下での無変化制御の開始閾値とは異なる。したがって、第１条件および第２条件に応じて、無変化制御の開始閾値を適宜設定することができる。

本実施形態の空気調和機１００においては、室外制御部２１１は、温度センサ３１２の出力値に基づいて、周波数制御を行う。したがって、空気調和機１００が圧力センサを備えなくてもよい。

本実施形態の空気調和機１００においては、運転モードが通常暖房モードに設定された場合には、室外制御部２１１は、第１条件下で周波数制御を行う。したがって、運転モードが通常暖房モードから高温風モードに切り換えられた場合には、室外制御部２１１は、第１条件下で周波数制御を継続し、その後、第２条件下で周波数制御を行う。すなわち、運転モードが通常暖房モードに設定された場合と、運転モードが高温風モードに設定された場合とで一部の条件が共通するので、プログラムを簡略化することができる。

本実施形態の空気調和機１００においては、運転モードが高温風モードから通常暖房モードに切り換えられた場合に、室外制御部２１１は、第２条件下で周波数制御を行うことなく、第１条件下で周波数制御を行う。すなわち、第２条件下での周波数制御から第１条件下での周波数制御へ段階的に切り換えるのではなく、直ちに第１条件下での周波数制御へ切り換える。これにより、周波数制御が段階的に切り換わる場合に比べて、圧縮機の周波数をより下げることができる。

＜変形例＞
本発明の実施形態に適用可能な変形例を説明する。

（１）変形例Ａ
以上の説明では、空気調和機１００は、温度センサ３１２を備えたが、温度センサ３１２の代わりに、または温度センサ３１２に加えて、圧力センサを備えてもよい。圧力センサは、圧縮機２０４の吐出側での冷媒圧力を検出する。室外制御部２１１は、圧力センサの出力値に応じて、圧縮機２０４の周波数制御を行う。これにより、より高精度で周波数制御を行うことができる。また、室外制御部２１１は、圧力センサの出力値を室内熱交換器温度に換算して周波数制御に用いてもよいし、温度センサ３１２の出力値を冷媒圧力に換算して周波数制御に用いてもよい。冷媒圧力に相関する、他のセンサの出力値を冷媒圧力または室内熱交換器温度に換算して、周波数制御に用いてもよい。

（２）変形例Ｂ
以上の説明では、室外制御部２１１は、第１抑制レベルに設定された条件下で周波数制御した後に、第２抑制レベルに設定された条件下で周波数制御した。すなわち、周波数制御は、２段階に切り換えられた。しかしながら、周波数制御は、３段階以上に切り換えられてもよい。例えば、第１抑制レベルと第２抑制レベルの間に、第３抑制レベルが設定されていてもよい。この場合に、室外制御部２１１は、第１抑制レベルに設定された条件下および第３抑制レベルに設定された条件下で周波数制御した後に、第２抑制レベルに設定された条件下で周波数制御を行う。

（３）変形例Ｃ
以上の説明では、通常暖房モードとは異なる暖房機能として高温風モードを例に挙げたが、通常暖房モードよりも室内熱交換器３０１の温度が上昇するモードであれば、高温風モードに限られない。

（４）変形例Ｄ
以上の説明では、ピークカット制御ゾーンは、無変化ゾーンを含んだが、無変化ゾーンを含まなくてもよい。以上の説明では、アップ制御の開始閾値は、通常のピークカット制御ゾーンと高温風モード用のピークカット制御ゾーンとで共通であったが、異ならせてもよい。例えば、高温風モード用のピークカット制御ゾーンのアップ制御の開始閾値は、通常のピークカット制御ゾーンのアップ制御の開始閾値よりも大きくてもよい。

（５）変形例Ｅ
以上の説明では、第１条件および第２条件は、垂下制御の開始閾値を異ならせることにより設定されたが、垂下制御の垂下速度を異ならせることにより設定されてもよい。この場合には、垂下制御の開始閾値は、第１条件および第２条件で共通であってもよい。例えば、第１条件は、垂下速度が第１速度に設定された条件であり、第２条件は、垂下速度が第２速度に設定された条件下である。第１速度は、第２速度よりも速い。以上のように、第１速度が第２速度よりも速ければ、第２条件下での周波数制御に先立って、第１条件下で周波数制御を行うことにより、冷媒圧力の過度の上昇を抑制することができる。

（６）変形例Ｆ
以上の説明では、運転モードが高温風モードから通常暖房モードに切り換えられた場合に、室外制御部２１１は、第２条件下で周波数制御を行うことなく、第１条件下で周波数制御を行ったが、第１条件下での周波数制御に先立って、第２条件下で周波数制御を行ってもよい。すなわち、第２条件下での周波数制御から第１条件下での周波数制御へ段階的に切り換えてもよい。

（７）変形例Ｇ
以上の説明では、運転モードが高温風モードに設定された場合には、室外制御部２１１は、運転周波数を増加させるべく、室内の目標温度として、設定し得る最大値を設定したが、温度差Δｄそのものを設定し得る最大値に設定してもよい。目標温度の最大値と実温度との差が小さくなるほど、運転周波数の増加が困難になるので、特に、実温度が比較的高い場合に有効である。

以上のように、本発明は実施形態を用いて説明されたが、本発明の技術的範囲は上述の実施形態に記載の範囲に限定されない。多様な変更または改良を上述の実施形態に加えることが可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中に示した装置、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ 空気調和機
２０４ 圧縮機
２０７ 室外熱交換器
２１１ 室外制御部
３０１ 室内熱交換器
３１１ 室内制御部
３１２ 温度センサ

特開平５−８７３９１号公報

Claims (9)

1. 周波数を変更可能な圧縮機（２０４）と、
   前記圧縮機により循環させられる冷媒と室内空気とを熱交換して調和空気を生成する室内熱交換器（３０１）と、
   前記冷媒と室外空気とを熱交換する室外熱交換器（２０７）と、
   運転モードを設定する設定部（３１１）と、
   前記圧縮機の周波数制御を行う制御部（２１１）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記運転モードが第１暖房モードよりも高温の前記調和空気が生成される第２暖房モードに設定された場合に、冷媒圧力の抑制レベルが第１抑制レベルに設定された第１条件下で前記周波数制御した後に、前記抑制レベルが前記第１抑制レベルよりも低い第２抑制レベルに設定された第２条件下で前記周波数制御を行う、
   空気調和機（１００）。
2. 前記冷媒圧力が予め設定されている範囲内に維持されている時間が、予め設定されている時間に達した場合に、前記制御部は、前記第１条件下での前記周波数制御から前記第２条件下での前記周波数制御に移行する、
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記第１抑制レベルに設定された第１条件下は、垂下制御の開始閾値が第１閾値に設定された条件下であり、
   前記第２抑制レベルに設定された第２条件下は、前記開始閾値が第２閾値に設定された条件下であり、
   前記垂下制御は、前記周波数制御に含まれ、前記周波数を垂下する制御であり、
   前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい、
   請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記周波数制御は、アップ制御および無変化制御の少なくとも一方を含み、
   前記アップ制御は、前記周波数を上昇させる制御であり、
   前記無変化制御は、前記周波数を維持する制御であり、
   前記第１条件下での前記アップ制御と前記第２条件下での前記アップ制御、および前記第１条件下での前記無変化制御と前記第２条件下での前記無変化制御の少なくとも一方においては、前記制御部は、互いに異なる開始閾値を設定する、
   請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記第１条件下での前記アップ制御の前記開始閾値は、前記第２条件下での前記アップ制御の前記開始閾値と同一である、
   請求項４に記載の空気調和機。
6. 凝縮器（３０１）と、
   前記凝縮器の温度を検出する温度センサ（３１２）と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度センサの出力値に基づいて、前記周波数制御を行う、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. 前記圧縮機の吐出側での前記冷媒圧力を検出する圧力センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記圧力センサの出力値に基づいて、前記周波数制御を行う、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空気調和機。
8. 前記運転モードが前記第１暖房モードに設定された場合に、前記制御部は、前記第１条件下で前記周波数制御を行う、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の空気調和機。
9. 前記運転モードが前記第２暖房モードから前記第１暖房モードに切り換えられた場合に、前記制御部は、前記第１条件下で前記周波数制御を行う、
   請求項１から請求項８に記載の空気調和機。

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