JP2018112334A

JP2018112334A - 空気調和装置

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Publication number: JP2018112334A
Application number: JP2017001962A
Authority: JP
Inventors: 芸青范; Yunqing Fan; 恵美竹田; Emi Takeda; 怜司森岡; Reiji Morioka; 淳一岡崎; Junichi Okazaki; 正樹豊島; Masaki Toyoshima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2037-01-10
Also published as: JP6906311B2

Abstract

【課題】低暖房負荷時でも床面に温風を供給できる空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置は、室内空気を室内熱交換器に供給する室内送風機と、室内温度を測定する室内温度センサと、制御モードとして通常モード、第１および第２モードを有し、モードに応じて圧縮機および室内送風機を制御する制御装置とを備え、制御装置は、第１モードでは、設定周波数よりも低い第１の圧縮機周波数で圧縮機を運転させ、室内送風機を断続運転させるように構成され、第２モードでは、第１の圧縮機周波数よりも低い第２の圧縮機周波数で圧縮機を運転させ、第１モード時よりも低い回転数で室内送風機を断続運転させるように構成され、通常モードであり、圧縮機周波数が設定周波数以下のときに、第１モードに変更し、第１モードであり、室内温度が、設定温度よりも高く、サーモＯＦＦ温度よりも低い周波数低減起動温度を超えたときに、第２モードに変更する。【選択図】図６

Description

本発明は、室内機における送風を制御する空気調和装置に関するものである。

空気調和装置の暖房運転では、暖気が上昇するため、空調対象空間における床面の温度は、低下しやすい傾向があった。そのため、従来の空気調和装置の暖房運転では、ファンを用いて足元に暖気を搬送することによって快適性を高めていた。さらに、暖房時の快適性を向上させるために、例えば特許文献１に記載されているような空気調和装置が提案されている。

特許文献１に記載の空気調和装置は、部屋内における人の位置および使用者の意図に応じて、そのときの送風方向および送風量を制御し、より効率的で快適な空調空間を提供している。

特開２０１０−６０２５０号公報

ところで、最近では、建物の高気密および高断熱化が進み、暖房負荷が小さくなる傾向がある。暖房負荷が小さい場合には、空気調和装置による加熱能力も小さく制限される。そのため、例えば特許文献１に記載の空気調和装置において、室内熱交換器の加熱能力が小さい場合には、室内機から吹き出す空気の風量を確保すると吹き出し空気温度が低くなるので、足元に搬送される空気の温度が低くなってしまう。

また、室内機から吹き出す空気の風量を少なくした場合、吹き出し空気温度は上昇する。しかしながら、吹き出し空気の風量が少ないために、足元の冷気よりも比重が軽い吹き出し空気、すなわち暖気が舞い上がり、温風を足元まで搬送することができなくなってしまう。

本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、暖房負荷が小さい場合でも、利用者の足元に温風を供給することが可能な空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の空気調和装置は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁および室外熱交換器を冷媒配管で接続して冷媒を循環させる冷媒回路を備えた空気調和装置であって、空調対象空間内の空気である室内空気を前記室内熱交換器に対して供給する室内送風機と、前記空調対象空間の温度である室内温度を測定する室内温度センサと、制御モードとして、通常モード、第１モードおよび第２モードを有し、前記制御モードに応じて前記圧縮機および前記室内送風機を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第１モードでは、設定周波数よりも低い第１の圧縮機周波数で前記圧縮機を運転させるとともに、前記室内送風機を断続運転させるように構成され、前記第２モードでは、前記第１の圧縮機周波数よりも低い第２の圧縮機周波数で前記圧縮機を運転させるとともに、前記第１モードでの回転数よりも低い回転数で前記室内送風機を断続運転させるように構成され、前記制御モードが前記通常モードである場合で、前記圧縮機の圧縮機周波数が前記設定周波数以下となったときに、前記制御モードを前記通常モードから前記第１モードに変更し、前記制御モードが前記第１モードである場合で、前記室内温度センサによって測定された前記室内温度が、設定温度よりも高く、サーモＯＦＦとなるサーモＯＦＦ温度よりも低い値に設定された周波数低減起動温度を超えたときに、前記制御モードを前記第１モードから前記第２モードに変更するものである。

以上のように本発明の空気調和装置によれば、室内送風機を断続運転させることにより、暖房負荷が小さい場合でも、利用者の足元に温風を供給することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成の一例を示す概略図である。図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図１の室内機の構成要素の配置について説明するための概略図である。図１の空気調和装置における各部の動作について説明するための概略図である。第１ＦＩＯモードまたは第２ＦＩＯモード中の室内送風機の回転数と凝縮温度との関係について説明するための概略図である。実施の形態１に係る空気調和装置１におけるＦＩＯ制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。実施の形態２に係る空気調和装置の構成の一例を示す概略図である。実施の形態２に係る空気調和装置における各部の動作について説明するための概略図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置について説明する。

［空気調和機の回路構成］
図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、空気調和装置１は、室内機１０、室外機２０および制御装置３０で構成されている。室内機１０は、室内熱交換器１１および室内送風機１２を備えている。室外機２０は、圧縮機２１、冷媒流路切替装置２２、膨張弁２３、室外熱交換器２４および室外送風機２５を備えている。

空気調和装置１では、圧縮機２１、冷媒流路切替装置２２、室内熱交換器１１、膨張弁２３、および室外熱交換器２４が環状に冷媒配管２で接続されることにより、冷媒回路３が構成されている。そして、冷媒回路３の内部を冷媒が圧縮および膨張を繰り返しながら循環することにより、ヒートポンプが形成される。

なお、この例では、室外機２０に膨張弁２３が設けられているが、これに限られず、例えば、室内機１０に膨張弁２３を設けてもよい。また、制御装置３０は、例えば、室内機１０または室外機２０に設けられてもよいし、室内機１０および室外機２０とは異なる箇所に設けられてもよい。

（室内機）
室内熱交換器１１は、ファン等の室内送風機１２によって供給される、空調対象空間内の空気（以下、「室内空気」と適宜称する）と冷媒との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される調和空気である暖房用空気または冷房用空気が生成される。室内熱交換器１１は、冷房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室内空気を冷却する蒸発器として機能する。また、室内熱交換器１１は、暖房運転の際に、冷媒の熱を室内空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。

室内送風機１２は、室内熱交換器１１に供給する空気の流量を可変とすることができるファンである。このようなファンとしては、例えば、ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）ファンモータ等のモータによって駆動される遠心ファンまたは多翼ファン等を用いることができる。

配管温度センサ１３は、室内熱交換器１１の暖房運転時における出口側の配管に設けられている。配管温度センサ１３は、暖房運転時に室内熱交換器１１から流出する冷媒の温度、すなわち凝縮温度を測定する。室内温度センサ１４は、室内送風機１２の近傍に設けられている。室内温度センサ１４は、室内送風機１２によって取り込まれる空気の温度、すなわち空調対象空間の室内温度を測定する。

（室外機）
圧縮機２１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機２１としては、例えば、駆動周波数を任意に変化させることにより、単位時間あたりの冷媒送出量である容量を制御することが可能なインバータ圧縮機等を用いることができる。

冷媒流路切替装置２２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。冷媒流路切替装置２２としては、上述した四方弁に限らず、例えば他の弁を組み合わせて使用してもよい。

膨張弁２３は、冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁２３は、例えば、電子式膨張弁などの開度の制御が可能な弁で構成されている。

室外熱交換器２４は、ファン等の室外送風機２５によって供給される空気（以下、「室外空気」と適宜称する）と冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、室外熱交換器２４は、冷房運転の際に凝縮器として機能する。また、室外熱交換器２４は、暖房運転の際に蒸発器として機能する。

室外送風機２５は、室外熱交換器２４に供給する空気の流量を可変とすることができるファンである。このようなファンとしては、例えば、ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）ファンモータ等のモータによって駆動される遠心ファンまたは多翼ファン等を用いることができる。

（制御装置）
制御装置３０は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。

制御装置３０は、例えば、図示しないリモートコントローラに対する利用者の操作による設定、ならびに室内機１０および室外機２０の各部から受け取る各種情報に基づき、室内機および室外機２０を含む空気調和装置１全体の動作を制御する。具体的には、制御装置３０は、例えば、空気調和装置１に設けられた各種センサからの情報に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数、室内送風機１２および室外送風機２５の回転数等を制御する。

図２は、図１の制御装置３０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置３０は、周波数比較部３１、温度比較部３２、周波数決定部３３、回転数決定部３４、風向板動作決定部３５、動作制御部３６および記憶部３７を備えている。なお、図２では、本実施の形態１に関連する部分のみを図示し、それ以外の部分については、図示及び説明を省略する。

周波数比較部３１は、圧縮機２１から供給される周波数情報に含まれる圧縮機周波数と、後述する記憶部３７に記憶された圧縮機周波数に対する設定周波数とを比較する。周波数比較部３１は、比較結果を周波数決定部３３、回転数決定部３４および風向板動作決定部３５に供給する。

温度比較部３２は、室内温度センサ１４から供給される室温情報に含まれる室内温度と、記憶部３７に記憶された室内温度に対する設定温度等の各種温度とを比較する。温度比較部３２は、比較結果を周波数決定部３３、回転数決定部３４および風向板動作決定部３５に供給する。

周波数決定部３３は、周波数比較部３１および温度比較部３２のそれぞれから供給された比較結果に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数を決定する。周波数決定部３３は、決定した圧縮機周波数を示す周波数情報を動作制御部３６に供給する。

回転数決定部３４は、周波数比較部３１および温度比較部３２のそれぞれから供給された比較結果と、配管温度センサ１３から供給された室内熱交換器１１の凝縮温度とに基づき、室内送風機１２の回転数を決定する。回転数決定部３４は、決定した回転数を示す回転数情報を動作制御部３６に供給する。

風向板動作決定部３５は、周波数比較部３１および温度比較部３２のそれぞれから供給された比較結果に基づき、風向板１６の開度および角度を含む動作を決定する。風向板動作決定部３５は、決定した風向板１６の動作を示す風向板情報を動作制御部３６に供給する。

動作制御部３６は、周波数決定部３３から供給された周波数情報に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数を制御するための制御情報を生成し、圧縮機２１に供給する。また、動作制御部３６は、回転数決定部３４から供給された回転数情報に基づき、室内送風機１２の回転数を制御するための制御情報を生成し、室内送風機１２に供給する。さらに、動作制御部３６は、風向板動作決定部３５から供給された風向板情報に基づき、風向板１６の動作を制御するための制御情報を生成、風向板１６に供給する。

記憶部３７は、後述する各種処理で用いられる情報、例えば、圧縮機周波数、室内温度、凝縮温度および風向板１６の動作に関する各種の設定情報が記憶されている。記憶部３７は、周波数比較部３１、温度比較部３２、周波数決定部３３、回転数決定部３４、および風向板動作決定部３５のそれぞれからの要求に応じて記憶された各種の設定情報を読み出し、それぞれに供給する。

［室内機の構造］
次に、室内機１０における各構成要素の配置について説明する。図３は、図１の室内機１０の構成要素の配置について説明するための概略図である。図３に示すように、室内機１０は、その本体内部に、室内熱交換器１１、室内送風機１２、配管温度センサ１３および室内温度センサ１４が配置されている。室内熱交換器１１は、室内送風機１２の空気流の下流側に配置される。

また、室内機１０には、外郭を形成する本体に、空調対象空間である室内の空気を吸い込むための図示しない吸込口と、調和空気を室内に送出するための吹出口１５とが設けられている。吹出口１５は、室内送風機１２の下流側の通風路を形成している。吹出口１５には、ルーバ等の風向板１６が設けられている。風向板１６は、制御装置３０の制御に基づいて角度および開閉状態を変更することができる。風向板１６は、角度を変更することによって吹出口１５からの送風方向を調整することができ、開閉状態を変更することによって吹出口１５の開口面積を調整することができる。

［空気調和装置の動作］
次に、上記構成を有する空気調和装置１における冷媒の動作について説明する。
図１に示す例において、冷媒流路切替装置２２の実線で示す状態が暖房運転モードの状態である。ここでは、本発明に関連する暖房運転モードでの冷媒の動作についてのみ説明し、冷房運転モードについては、説明を省略する。

（暖房運転モード）
暖房運転モードでは、冷媒流路切替装置２２が図１の実線で示す状態に切り替えられる。そして、低温低圧の冷媒が圧縮機２１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を介して室内熱交換器１１に流入する。

室内熱交換器１１に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内送風機１２によって取り込まれた室内空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となって室内熱交換器１１から流出する。室内熱交換器１１から流出した高圧の液冷媒は、膨張弁２３によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器２４に流入する。

室外熱交換器２４に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気と熱交換して吸熱および蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器２４から流出する。室外熱交換器２４から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を通過して、圧縮機２１へ吸入される。

（ＦＩＯ制御）
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１によるＦＩＯ（ＦａｎＩｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔＯｐｅｒａｔｉｏｎ）制御について説明する。本実施の形態１では、暖房負荷が小さいときに足元の快適性を向上させるために、ＦＩＯ制御を行う。ＦＩＯ制御は、低暖房負荷時においても、温風を足元まで届けるような空気流れを室内送風機１２によって発生させる制御である。

図４は、図１の空気調和装置１における各部の動作について説明するための概略図である。本実施の形態１では、ＦＩＯ制御を行うモードとして、第１ＦＩＯモードおよび第２ＦＩＯモードを用いる。第１ＦＩＯモードは、低暖房負荷時に、通常運転時の制御モードであるＦＣＯ（ＦａｎＣｏｍｍｏｎＯｐｅｒａｔｉｏｎ）モードから最初にＦＩＯモードに移行した際に適用されるモードである。第１ＦＩＯモードでは、圧縮機２１の運転を継続させた状態で、室内送風機１２を断続的に運転させる。

第２ＦＩＯモードは、第１ＦＩＯモードが適用される暖房負荷よりもさらに低暖房負荷である場合に適用されるモードである。第２ＦＩＯモードでは、第１ＦＩＯモードと同様に、圧縮機２１の運転を継続させた状態で、室内送風機１２を断続的に運転させる。このとき、第２ＦＩＯモードでは、圧縮機２１の圧縮機周波数を第１ＦＩＯモード時よりも低下させるとともに、室内送風機１２の運転時の回転数を第１ＦＩＯモード時よりも低下させる。

なお、「ＦＣＯモード」は、本発明における「通常モード」に対応する。また、「第１ＦＩＯモード」は、本発明における「第１モード」に対応する。さらに、「第２ＦＩＯモード」は、本発明における「第２モード」に対応する。

図４に示すように、まず、通常運転時のＦＣＯモードで空気調和装置１が運転している状態から暖房負荷が小さくなり、圧縮機２１の圧縮機周波数ｆ_ＦＣＯが予め設定された周波数ｆ_ＳＥＴとなった場合（時刻ｔ_１）に、制御モードが第１ＦＩＯモードに移行する。なお、このときの圧縮機周波数ｆ_ＦＣＯは、予め設定された一定の値ではなく、設定温度と室内温度との関係等により変化する値である。

制御モードが第１ＦＩＯモードに移行すると、圧縮機２１の運転が継続された状態で、圧縮機周波数が予め設定された一定値である周波数ｆ_ＦＩＯに設定されるとともに、室内送風機１２の回転数が予め設定された回転数Ｎ_ＦＩＯに設定される。このときの圧縮機周波数ｆ_ＦＩＯは、例えば、最低圧縮機周波数ｆ_ＭＩＮから設定周波数ｆ_ＳＥＴまでの１／２程度の値とする。また、室内送風機１２の回転数Ｎ_ＦＩＯは、ＦＣＯモード時の回転数Ｎ_ＦＣＯと同等の回転数で室内送風機１２をＯＮまたはＯＦＦ、すなわち断続的に運転させたものとする。なお、「圧縮機周波数ｆ_ＦＩＯ」は、本発明における「第１の圧縮機周波数」に対応する。

また、第１ＦＩＯモードでは、室内機１０の吹出口１５に設けられた風向板１６の角度が変更され、吹出口１５からの送風方向が予め設定された方向、例えば下向きに設定される。これにより、吹出口１５から吹き出される温風の舞い上がりを防止し、温風を床面に到達させることができる。

なお、床面に対する水平方向を０°とし、鉛直方向を９０°とした場合、このときの風向板１６の角度は、例えば４５°以上とすると好ましく、６０°以上８５°以下とするとより好ましい。

次に、空調対象空間の室内温度Ｔａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも高い、予め設定された温度Ｔ_ＦＩＯ以上となった場合（時刻ｔ_２）には、制御モードが第２ＦＩＯモードに移行する。温度Ｔ_ＦＩＯは、制御モードを第１ＦＩＯモードに移行させ、圧縮機２１の圧縮機周波数をＦＣＯモード時よりも低下させるための温度である。温度Ｔ_ＦＩＯは、設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも予め設定された温度ΔＴ_１だけ高い温度であり、「温度Ｔ_ＦＩＯ＝設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴ_１」となる。以下では、この温度Ｔ_ＦＩＯを「周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯ」と適宜称して説明する。

制御モードが第２ＦＩＯモードに移行すると、圧縮機２１の運転が継続された状態で、圧縮機周波数が予め設定された一定値である周波数ｆ_{ＦＩＯ＿Ｌ}に設定されるとともに、室内送風機１２の回転数が予め設定された回転数Ｎ_{ＦＩＯ＿Ｌ}に設定される。このときの圧縮機周波数ｆ_{ＦＩＯ＿Ｌ}は、例えば、最低圧縮機周波数ｆ_ＭＩＮから圧縮機周波数ｆ_ＦＩＯの１／２程度の値とする。また、室内送風機１２の回転数Ｎ_{ＦＩＯ＿Ｌ}は、回転数が回転数Ｎ_ＦＩＯの１／２程度で室内送風機１２を断続的に運転させるものとする。なお、「圧縮機周波数ｆ_{ＦＩＯ_Ｌ}」は、本発明における「第２の圧縮機周波数」に対応する。

また、第２ＦＩＯモードでは、風向板１６の開度が半開状態に設定され、吹出口１５の開口面積がＦＣＯモード時の１／２程度となる。このとき、室内送風機１２の回転数を低下させることによって風量が減少するが、風向板１６の開度を半開状態とすることにより、吹出口１５から吹き出される空気の風速を維持することができる。

そして、空調対象空間の室内温度が、圧縮機２１を停止させるサーモＯＦＦとなるサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦ以上となった場合に、室内送風機１２の運転を停止する。サーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦは、設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも予め設定された温度ΔＴ_２だけ高い温度であり、「サーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦ＝Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴ_２」となる。なお、このサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦは、上述した周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯよりも高い値に設定される。また、室内送風機１２の運転が停止している間に、室内熱交換器１１の表面温度が上昇し、凝縮温度が再度Ｔ_ｈｉｇｈ以上となると、室内送風機１２は、運転を再開する。

ここで、室内送風機１２のＯＮまたはＯＦＦのタイミングは、凝縮温度に基づいて決定される。図５は、第１ＦＩＯモードまたは第２ＦＩＯモード中の室内送風機１２の回転数と凝縮温度との関係について説明するための概略図である。

図５に示すように、本実施の形態１では、室内熱交換器１１の凝縮温度ＣＴに対して、温度Ｔ_１および温度Ｔ_２の２つの判定値が予め設定されている。そして、凝縮温度ＣＴは、温度Ｔ_１と温度Ｔ_２との間で上下に変化する。このとき、室内送風機１２は、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１を超えた時点で運転を開始し、温度Ｔ_２を下回った時点で運転を停止する。すなわち、室内送風機１２は、上昇時間ｔ_ｒで停止し、下降時間ｔ_ｆで運転する。

図５を参照して具体的に説明すると、室内送風機１２の運転が停止中においては、室内熱交換器１１の凝縮温度ＣＴは、温度Ｔ_２から温度Ｔ_１まで上昇する。時刻ｔ_３において、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１に達すると、室内送風機１２が運転を開始する。時刻ｔ_３〜時刻ｔ_４までの室内送風機１２の運転中は、室内熱交換器１１が送風によって冷却されるため、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１から温度Ｔ_２まで下降する。そして、時刻ｔ_４において、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２まで低下すると、室内送風機１２の運転が停止する。

以降、同様にして、時刻ｔ_５で室内送風機１２の運転が開始され、時刻ｔ_６で室内送風機１２の運転が停止される。また、時刻ｔ_７で室内送風機１２の運転が開始され、時刻ｔ_８で室内送風機１２の運転が停止される。なお、「温度Ｔ_１」は、本発明における「第１の設定温度」に対応する。また、「温度Ｔ_２」は、本発明における「第２の設定温度」に対応する。

図６は、本実施の形態１に係る空気調和装置１におけるＦＩＯ制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、空気調和装置１は、通常運転時の制御モードであるＦＣＯモードとされている（ステップＳ１）。このとき、圧縮機２１の圧縮機周波数は、周波数ｆ_ＦＣＯに設定されている。また、室内送風機１２の回転数は、回転数Ｎ_ＦＣＯに設定されている。さらに、風向板１６は、開度が全開状態であり、角度が任意とされている。

次に、圧縮機２１は、現在の圧縮機周波数ｆを測定し、制御装置３０に供給する（ステップＳ２）。制御装置３０の周波数比較部３１は、ステップＳ２で測定された圧縮機周波数ｆと設定周波数ｆ_ＳＥＴとを比較する（ステップＳ３）。この処理では、圧縮機周波数ｆと設定周波数ｆ_ＳＥＴとの関係に基づき、制御モードをＦＣＯモードからＦＩＯモードに移行するか否かが判断される。

比較の結果、圧縮機周波数ｆが設定周波数ｆ_ＳＥＴ以下である場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、制御モードがＦＣＯモードから第１ＦＩＯモードに移行する。そして、制御装置３０の動作制御部３６は、圧縮機周波数を周波数ｆ_ＦＩＯに設定するとともに、室内送風機１２の回転数を回転数Ｎ_ＦＩＯに設定する。また、動作制御部３６は、風向板１６の開度が全開状態であり、角度が下向きとなるように設定する（ステップＳ４）。一方、圧縮機周波数ｆが設定周波数ｆ_ＳＥＴよりも大きい場合（ステップＳ３；ＮＯ）には、処理がステップＳ１に戻り、ＦＣＯモードが維持される。

次に、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔａを測定し、測定結果を制御装置３０に供給する（ステップＳ５）。制御装置３０の温度比較部３２は、ステップＳ５で測定された室内温度Ｔａと周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯとを比較する（ステップＳ６）。この処理では、室内温度Ｔａと周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯとの関係に基づき、制御モードを第２ＦＩＯモードとするか否かが判断される。

比較の結果、室内温度Ｔａが周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯよりも大きい場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御モードが第２ＦＩＯモードに移行する。そして、動作制御部３６は、圧縮機周波数をｆ_ＦＩＯからｆ_{ＦＩＯ＿Ｌ}に設定するとともに、室内送風機１２の回転数をＮ_ＦＩＯからＮ_{ＦＩＯ＿Ｌ}に設定する。また、動作制御部３６は、風向板１６の開度が半開状態であり、角度が下向きとなるように設定する（ステップＳ７）。一方、室内温度Ｔａが周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯ以下である場合（ステップＳ６；ＮＯ）には、処理がステップＳ５に戻る。

次に、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔａを測定し、測定結果を制御装置３０に供給する（ステップＳ８）。温度比較部３２は、ステップＳ８で測定された室内温度Ｔａと、室内送風機１２の送風を停止させるサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦとを比較する（ステップＳ９）。この処理では、室内温度ＴａとサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦとの関係に基づき、室内送風機１２の運転を停止させるか否かが判断される。

比較の結果、室内温度ＴａがサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦよりも大きい場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、動作制御部３６は、圧縮機２１の運転を停止させ、サーモＯＦＦとする（ステップＳ１０）。そして、処理がステップＳ８に戻り、室内温度ＴａがサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦ以下となるまで、ステップＳ８〜ステップＳ１０の処理を繰り返す。

一方、室内温度ＴａがサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦ以下である場合（ステップＳ９；ＮＯ）、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔａを測定する（ステップＳ１１）。温度比較部３２は、ステップＳ１１で測定された室内温度Ｔａと、設定温度Ｔ_ＳＥＴとを比較する（ステップＳ１２）。この処理では、室内温度Ｔａと設定温度Ｔ_ＳＥＴとの関係に基づき、制御モードを通常運転モード（ＦＣＯモード）にするか否かが判断される。

比較の結果、室内温度Ｔａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも大きい場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２に戻り、制御モードが第１ＦＩＯモードとされる。一方、室内温度Ｔａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ以下である場合（ステップＳ１２；ＮＯ）には、処理がステップＳ１に戻り、制御モードがＦＣＯモードとされる。

以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１は、圧縮機２１、室内熱交換器１１、膨張弁２３および室外熱交換器２４を冷媒配管２で接続して冷媒を循環させる冷媒回路３を備えたものであり、室内空気を室内熱交換器１１に対して供給する室内送風機１２と、室内温度を測定する室内温度センサ１４と、制御モードとして、ＦＣＯモード、第１ＦＩＯモードおよび第２ＦＩＯモードを有し、制御モードに応じて圧縮機２１および室内送風機１２を制御する制御装置３０とを備えている。制御装置３０は、第１ＦＩＯモードでは、設定周波数ｆ_ＳＥＴよりも低い圧縮機周波数ｆ_ＦＩＯで圧縮機２１を運転させるとともに、室内送風機１２を断続運転させるように構成され、第２ＦＩＯモードでは、圧縮機周波数ｆ_ＦＩＯよりも低い圧縮機周波数ｆ_{ＦＩＯ_Ｌ}で圧縮機２１を運転させるとともに、第１ＦＣＯモードでの回転数よりも低い回転数で室内送風機１２を断続運転させるように構成されている。制御装置３０は、制御モードがＦＣＯモードである場合で、圧縮機２１の圧縮機周波数が設定周波数ｆ_ＳＥＴ以下となったときに、制御モードをＦＣＯモードから第１ＦＩＯモードに変更し、制御モードが第１ＦＩＯモードである場合で、室内温度センサ１４によって測定された室内温度が、設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも高く、サーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦよりも低い値に設定された周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯを超えたときに、制御モードを第１ＦＩＯモードから第２ＦＩＯモードに変更する。

このように、圧縮機２１の圧縮機周波数が設定周波数ｆ_ＳＥＴ以下となった低暖房負荷時に、室内送風機１２を断続運転させることにより、室内機１０の吹出口１５から吹き出される空気の温度低下を抑制し、温風を床面まで到達させることができる。

また、第１ＦＩＯモード時に、室内温度が周波数低減起動温度Ｔ_ＦＩＯを超えた場合には、制御モードを第２ＦＩＯモードに変更することにより、室内温度の上昇を抑制することができる。そして、室内温度の上昇を抑制できることにより、室内温度がサーモＯＦＦ温度に到達するのを抑制するため、圧縮機の運転を継続させることができ、圧縮機の発停を抑制することができる。さらに、圧縮機の発停を抑制できることにより、省エネルギー性を向上させることができる。

実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る空気調和装置について説明する。本実施の形態２に係る空気調和装置は、空調対象空間に対して複数の室内機を設けている点で、上述した実施の形態１と相違している。なお、以下の説明において、上述した実施の形態１と共通する箇所には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

［空気調和装置の構成］
図７は、本実施の形態２に係る空気調和装置１００の構成の一例を示す概略図である。図７に示すように、空気調和装置１００は、集中制御装置１３０、複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃ、および複数の通信装置５０Ａ〜５０Ｃで構成されている。室内機１０Ａ〜１０Ｃのそれぞれは、通信装置５０Ａ〜５０Ｃを介して集中制御装置１３０に接続され、それぞれが並列に接続されている。室内機１０Ａ〜１０Ｃと通信装置５０Ａ〜５０Ｃとの接続、ならびに通信装置５０Ａ〜５０Ｃと集中制御装置１３０との接続は、制御指令および機器情報等の各種情報のやりとりが可能であれば、有線でも無線でもよい。

複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃは、実施の形態１における室内機１０と同等の機能を有するものである。集中制御装置１３０は、上述した実施の形態１における制御装置３０に代わるものであり、通信装置５０Ａ〜５０Ｃそれぞれを介して各室内機１０Ａ〜１０Ｃの動作を制御する。なお、この例では、３台の室内機１０Ａ〜１０Ｃが設けられているように説明したが、これに限られず、例えば２台でもよいし、４台以上でもよい。

［空気調和装置のＦＩＯ制御］
次に、本実施の形態２に係る空気調和装置１００におけるＦＩＯ制御について説明する。本実施の形態２において、各室内機１０Ａ〜１０Ｃは、実施の形態１と同様にしてＦＩＯ制御を行う。このとき、集中制御装置１３０は、ＦＣＯモードから第１ＦＩＯモード、および第１ＦＩＯモードから第２ＦＩＯモードに移行するタイミングを各室内機１０Ａ〜１０Ｃで異ならせるように制御する。

図８は、本実施の形態に係る空気調和装置１００における各部の動作について説明するための概略図である。図８に示すように、例えば、室内機１０Ｂは、室内機１０Ａに対して、ＦＣＯモードから第１ＦＩＯモードに移行するタイミングを、室内機１０Ａの室内送風機１２の運転期間に対応する時間ΔＴだけ遅らせる。また、第２ＦＩＯモードに移行するタイミングについても同様に、室内機１０Ｂは、室内機１０Ａの室内送風機１２の運転期間だけ遅らせる。

なお、室内機１０Ｃについては、室内機１０Ａまたは１０Ｂのいずれかと同じタイミングで制御モードを切り替えるようにすればよい。これにより、空調対象空間では、複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃのいずれかから常に調和空気が吹き出されることになる。

以上のように、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、室内熱交換器１１および室内送風機１２をそれぞれ有する複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃが並列に接続され、集中制御装置１３０は、複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃにおけるそれぞれの室内送風機１２を制御し、第１ＦＩＯモードおよび第２ＦＩＯモードにおいて、複数の室内送風機１２のうち少なくともいずれかの室内送風機１２での断続運転における運転期間を、残りの室内送風機１２での断続運転における運転期間と異ならせるように、複数の室内送風機１２を制御する。これにより、複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃのいずれかから常に温風を吹き出すことができるため、床面に対して温風を常に供給することができる。

以上、本発明の実施の形態１および２について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１および２に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、本実施の形態２では、複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃにおける室内送風機１２の運転周期を互いに半周期だけ遅らせるように説明したが、これはこの例に限られない。例えば、室内機１０の台数を考慮して、複数の室内機１０Ａ〜１０Ｃのうちいずれかの室内機１０から常に調和空気が吹き出されるようにすれば、遅らせるタイミングを任意に設定することができる。

１空気調和装置、２冷媒配管、３冷媒回路、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ室内機、１１室内熱交換器、１２室内送風機、１３配管温度センサ、１４室内温度センサ、１５吹出口、１６風向板、２０室外機、２１圧縮機、２２冷媒流路切替装置、２３膨張弁、２４室外熱交換器、２５室外送風機、３０制御装置、３１周波数比較部、３２温度比較部、３３周波数決定部、３４回転数決定部、３５風向板動作決定部、３６動作制御部、３７記憶部、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ通信装置、１００空気調和装置、１３０集中制御装置。

Claims

圧縮機、室内熱交換器、膨張弁および室外熱交換器を冷媒配管で接続して冷媒を循環させる冷媒回路を備えた空気調和装置であって、
空調対象空間内の空気である室内空気を前記室内熱交換器に対して供給する室内送風機と、
前記空調対象空間の温度である室内温度を測定する室内温度センサと、
制御モードとして、通常モード、第１モードおよび第２モードを有し、前記制御モードに応じて前記圧縮機および前記室内送風機を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記第１モードでは、設定周波数よりも低い第１の圧縮機周波数で前記圧縮機を運転させるとともに、前記室内送風機を断続運転させるように構成され、
前記第２モードでは、前記第１の圧縮機周波数よりも低い第２の圧縮機周波数で前記圧縮機を運転させるとともに、前記第１モードでの回転数よりも低い回転数で前記室内送風機を断続運転させるように構成され、
前記制御モードが前記通常モードである場合で、前記圧縮機の圧縮機周波数が前記設定周波数以下となったときに、前記制御モードを前記通常モードから前記第１モードに変更し、
前記制御モードが前記第１モードである場合で、前記室内温度センサによって測定された前記室内温度が、設定温度よりも高く、サーモＯＦＦとなるサーモＯＦＦ温度よりも低い値に設定された周波数低減起動温度を超えたときに、前記制御モードを前記第１モードから前記第２モードに変更する
ことを特徴とする空気調和装置。
本体の吹出口に設けられ、角度および開度を調整する風向板をさらに備え、
前記制御装置は、
前記制御モードが前記第１モードである場合に、前記吹出口の送風方向が設定方向となるように、前記風向板の角度を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記制御装置は、
床面に対する水平方向の角度を０°とし、鉛直方向の角度を９０°とした場合に、前記風向板の角度を４５°以上とする
ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
前記制御装置は、
前記制御モードが第２モードである場合に、前記吹出口の開口面積が設定面積となるように、前記風向板の開度を制御する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和装置。
前記室内熱交換器の凝縮温度を測定する配管温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、
前記制御モードが前記第１モードまたは前記第２モードである場合に、前記室内送風機の断続運転のタイミングを前記凝縮温度に基づき決定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記制御装置は、
前記凝縮温度が第１の設定温度より高くなった場合に、前記室内送風機を運転させ、
前記凝縮温度が前記第１の設定温度より低い第２の設定温度より低くなった場合に、前記室内送風機を停止させる
ことを特徴とする請求項５に記載の空気調和装置。
前記制御装置は、
前記制御モードが前記第２モードである場合で、
前記室内温度が前記設定温度よりも高いときに、前記制御モードを前記第２モードから前記第１モードに移行し、
前記室内温度が前記設定温度以上となったときに、前記制御モードを前記第２モードから前記通常モードに移行する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記室内熱交換器および前記室内送風機をそれぞれ有する複数の室内機が並列に接続され、
前記制御装置は、
前記複数の室内機におけるそれぞれの前記室内送風機を制御し、
前記第１モードおよび前記第２モードにおいて、複数の前記室内送風機のうち少なくともいずれかの室内送風機での断続運転における運転期間を、残りの室内送風機での断続運転における運転期間と異ならせるように、前記複数の室内送風機を制御する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。