(57)【要約】  空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器が順次接続された冷凍サイクルを有し、空気調和機が設置されている空間の室内温度を検知する室温検知手段と、圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備えている。制御手段は、圧縮機の動作状態と設定された時間間隔で室温検知手段により検知される室内温度の変化量とに基づいて、圧縮機の運転を制御する。
2017187476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器が順次接続された冷凍サイクルを有する空気調和機であって、
前記空気調和機が設置されている空間の室内温度を検知する室温検知手段と、
前記空間の室内温度が前記空気調和機の設定温度に近づくよう、前記圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記空気調和機の暖房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ設定された第１の時間間隔で前記室温検知手段により検知される室内温度の低下量が第１の閾値以下であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させる空気調和機。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記空気調和機の暖房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ前記空間の室内温度の低下量が第２の閾値以上であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量増加させる
請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記空気調和機の暖房運転時に前記圧縮機が運転中であり、かつ前記空間の室内温度の上昇量が第３の閾値以上であるとき、前記圧縮機の回転数を所定量低下させる
請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記空気調和機が設置されている空間の床面温度を検知する床面温度検知手段をさらに備え、
前記空気調和機が暖房運転中の時、
前記制御手段は、
前記圧縮機が停止中であり、かつ前記空間の室内温度の低下量が前記第１の閾値以下であり、設定された第２の時間間隔で前記床面温度検知手段により検知される前記空間の床面温度の低下量が第４の閾値以下であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記空気調和機の冷房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ設定された前記第１の時間間隔で前記室温検知手段により検知される室内温度の上昇量が第５の閾値以下であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させ、
前記空気調和機の冷房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ前記空間の室内温度の上昇量が第６の閾値以上であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量増加させ、
前記空気調和機の冷房運転時に前記圧縮機が運転中であり、かつ前記空間の室内温度の低下量が第７の閾値以上であるとき、前記圧縮機の回転数を所定量低下させる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記圧縮機が運転中若しくは停止中のいずれの状態にあるかに基づくと共に、前記室温検知手段により検知される前記空間の室内温度の変化速度と、前記床面温度検知手段により検知される前記空間の床面温度の変化速度とに基づいて、前記圧縮機の回転数および／または前記室内熱交換器が設置されている室内へ空気を送り出すための送風ファンの回転数を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定温度と室温の差分に基づいて圧縮機の回転数を制御する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器を順次接続して構成される冷凍サイクルを有している。このような空気調和機は、設置された室内の温度を検知するセンサーを有しており、使用者に設定される設定温度とセンサーにより検知される室温との差分を求め、室温が設定温度に近づくよう、圧縮機の回転数を変化させる制御が行われている。【０００３】
空気調和機が設置される建造物の仕様は多種多様である。例えば、熱暑に見舞われる地方や寒冷地に建てられる建造物には気密性や断熱性に優れた建材が用いられている場合がある。このような建造物の空調負荷は、他の一般的な建造物に比べて相対的に低い。また、建造物の設計や空気調和機の設置位置もよっても空調負荷は異なってくる。さらに、同じ建造物であっても、外気の状況により空調負荷は異なってくる。従って、空気調和機には、設置されている環境の空調負荷に応じて適切に空気調和を制御することが要求されている。【０００４】
特許文献１には、サーモスタットオフの発生に応じて圧縮機の運転周波数の下限値を補正し、その後の空調負荷の変化に応じて下限値を補正前に戻す制御を行う空気調和機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９６７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、圧縮機には品質を維持するための運転可能な最低周波数が定まっている。従って、圧縮機が既に最低周波数で運転されている場合は、特許文献１の制御では、空調負荷に十分に対応できない場合がある。例えば、高気密・高断熱住宅のように室内負荷が極めて軽い場合、特許文献１の空気調和機では、起動直後、運転周波数を補正する前に室温がサーモスタットをＯＦＦする温度に達してしまうと、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦを短い時間間隔で頻繁に繰り返す現象が起きる場合がある。その結果、消費電力が増大するという問題がある。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、空調空間の要求負荷に応じた空気調和を行うことができ、かつ設置場所の状況に応じた空気調和を行うことができる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器が順次接続された冷凍サイクルを有する空気調和機であって、空気調和機が設置されている空間の室内温度を検知する室温検知手段と、空間の室内温度が空気調和機の設定温度に近づくよう、圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備え、制御手段は、空気調和機の暖房運転時に圧縮機が停止中であり、かつ設定された第１の時間間隔で室温検知手段により検知される室内温度の低下量が第１の閾値以下であるとき、圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る空気調和機によると、圧縮機の動作状態と室温検知手段により検知される室内温度の変化量とに基づいて圧縮機が制御される。従って、空調負荷に適合した空調制御を行うことができ、空気調和機の消費電力を抑制すると共に、快適性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における空調制御の基本動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における圧縮機停止中のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における圧縮機停止中のサブルーチンの変形例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における圧縮機運転中のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の圧縮機停止中の空調負荷の判断条件を示す表である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の圧縮機運転中の空調負荷の判断条件を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明における空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成図である。図１に示す空気調和機１０は、室内機１１と室外機１２とを備えている。室内機１１は、室内熱交換器４と、室内機１１が設置される室内へ空気を送り出すための送風ファン６と、室内の温度を検知するための室温サーミスタ７と、室温サーミスタ７の検知結果を記憶するための室内温度記憶手段１７と、室内の床面の温度を検知するための赤外線センサ８と、赤外線センサ８の検知結果を記憶するための室内床面温度記憶手段１８と、計時手段１９とを有している。空気調和機１０の運転が開始されると、計時手段１９は所定の時間間隔Δｔ１および時間間隔Δｔ２のカウントを開始する。室内温度記憶手段１７には、計時手段１９が時間間隔Δｔ１をカウントする毎に、室温サーミスタ７が検知した室内温度が記憶されていく。同様に、室内床面温度記憶手段１８には、計時手段１９が時間間隔Δｔ２をカウントする毎に、赤外線センサ８が検知した床面温度が記憶されていく。室外機１２は、圧縮機１と、室外熱交換器２と、膨張弁３と、制御手段２０とを有している。制御手段２０は、室内機１１が設置される室内の室温を調整する回転数調整手段２１と、圧縮機１の回転数を制御する圧縮機制御手段２２と有している。圧縮機１、室外熱交換器２、膨張弁３、および室内熱交換器４が順次、冷媒配管によって接続され、冷媒回路が構成されている。
【００１３】
空気調和機１０が冷房運転するとき、冷媒は図１中の実線の矢印で示す経路で冷媒回路内を循環し、暖房運転するとき、冷媒は図１中の破線の矢印で示す経路で冷媒回路内を循環する。
【００１４】
例えば暖房運転時、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、室内熱交換器４へ流入する。室内熱交換器４において、室内機１１が吸入する空気と熱交換することにより冷媒は凝縮し、膨張弁３で膨張して低温低圧の気液二相冷媒の状態で室外熱交換器２へ流入する。そして、室外機１２が吸入する空気と熱交換することにより冷媒は蒸発し、再び圧縮機１に吸入される。
【００１５】
制御手段２０の回転数調整手段２１は、室温サーミスタ７が検知する室内温度と、赤外線センサ８が検知する室内の床面温度と、使用者に設定される設定温度とに基づいて圧縮機制御手段２２に制御信号を出力する。圧縮機制御手段２２は、回転数調整手段２１から出力された制御信号に基づいて、圧縮機１の回転数を制御する。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態１における空調制御の基本動作を示すフローチャートである。図２のフローチャートは暖房運転時の処理手順を示している。空気調和機１０の運転が開始された時点で圧縮機１はＯＦＦ状態である。空気調和機１０の運転が開始されたら、ステップＳ１０において、使用者によりリモートコントロール等で設定された室内の設定温度ＴＳＥＴと、室温サーミスタ７により検知された室内温度ＴＡとの差分がチェックされる。具体的には、室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴから運転閾値αを引いた値以下であるかチェックされる。室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴから運転閾値αを引いた値以下であることが確認されたら、処理はステップＳ１１に進む。この場合、室内温度ＴＡを設定温度ＴＳＥＴに近づける必要がある。そこで、ステップＳ１１では、回転数調整手段２１から圧縮機制御手段２２に圧縮機１のＯＮを指示する信号が出され、圧縮機制御手段２２からＯＮ信号が圧縮機１に出力され、圧縮機１がＯＮする。一方、ステップＳ１０において、室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴから運転閾値αを引いた値より大きい場合、室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴより低いとしても、圧縮機１の運転を開始して室内温度ＴＡを上昇させる程度ではない。従って、設定温度ＴＳＥＴと室内温度ＴＡの差分が運転閾値αより小さいことが確認されたら、ステップＳ１１へは進まず、圧縮機１の停止状態が継続され、ステップＳ１０の処理が繰り返される。
【００１７】
ステップＳ１１で圧縮機１がＯＮされると、室内温度は上昇する。ステップＳ１２において、設定温度ＴＳＥＴと、圧縮機１がＯＮされた後に室温サーミスタ７により検知された室内温度ＴＡとの差分がチェックされる。具体的には、室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴから停止閾値βを引いた値以上であるかチェックされる。室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴから停止閾値βを引いた値以上であることが確認されたら、処理はステップＳ１３へ進む。この場合、室内温度ＴＡは設定温度ＴＳＥＴに到達しさらに上昇を続けていると判断できる。従って、ステップＳ１３において、回転数調整手段２１から圧縮機制御手段２２に圧縮機１のＯＦＦを指示する信号が出され、圧縮機制御手段２２からＯＦＦ信号が圧縮機１に出力され、圧縮機１がＯＦＦする。一方、室内温度ＴＡが設定温度ＴＳＥＴから停止閾値βを引いた値より小さい場合、室内温度ＴＡの上昇が不十分である可能性がある。従って、この場合は、ステップＳ１３へは進まず、圧縮機１の運転状態が継続され、ステップＳ１２の処理を繰り返す。
【００１８】
設定温度ＴＳＥＴを２４℃、運転閾値αを＋０．５℃、停止閾値βを−０．５℃とする。このとき、検知された室内温度ＴＡが２３．５℃以下の場合、圧縮機１の運転は開始され、室内温度ＴＡが２４．５℃以上の場合、圧縮機１の運転は停止される。
【００１９】
なお、空気調和機１０が冷房運転中も同様に、空気調和機１０の運転が開始された時点の圧縮機１がＯＦＦ状態の室内温度と設定温度との比較結果に基づいて圧縮機１をＯＮするか否かが判断され、圧縮機１がＯＮされた後の室内温度と設定温度の比較結果に基づいて、圧縮機１をＯＦＦするか否かが判断される。なお、冷房運転の場合、ステップＳ１０に相当する処理では、ＴＡ≧ＴＳＥＴ＋αを満たすかチェックされ、ステップＳ１２に相当する処理では、ＴＡ≦ＴＳＥＴ＋βを満たすかチェックされる。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１における圧縮機停止中のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０において、計時手段１９が前回、時間間隔Δｔ１をカウントした際に室温サーミスタ７により検知され、室内温度記憶手段１７に記憶された室内温度ＴＡ−１と、現時点で室温サーミスタ７により検知された室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１（第１の閾値、第５の閾値）以下であるがチェックされる。暖房運転時、圧縮機１が停止していると室内温度ＴＡは徐々に下がっていくので、ＴＡ−１−ＴＡ≦ΔＴＡ１を満たすかチェックされる。冷房運転時、圧縮機１が停止していると室内温度ＴＡは徐々に上がっていくので、ＴＡ−ＴＡ−１≦ΔＴＡ１を満たすかチェックされる。室内温度ＴＡ−１と室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１以下であることが確認されたら、処理はステップＳ２１へ進む。前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１以下である場合とは、圧縮機１が停止している間の室内温度の傾斜（暖房運転時は室内温度の低下、冷房運転時は室内温度の上昇）が比較的緩やかである場合である。すなわち、空調負荷は低いと判断できる。そこでステップＳ２１では、回転数調整手段２１は、圧縮機１の運転を再開する際の回転数を、停止前の回転数に対して所定量Δｆ低下させる信号を、圧縮機制御手段２２に送信する。なお、閾値ΔＴＡ１は暖房運転時、冷房運転時で同一の値を用いてもよく、あるいは異なる値を用いてもよい。
【００２１】
例えば、暖房運転時において、Δｔ１を３０秒、ΔＴＡを０．５℃、Δｆを１０ｒｐｓ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）、ＴＡ−１を２４．５℃、圧縮機１の停止前の回転数を６０ｒｐｓとする。このとき、３０秒経過後に検知された室内温度ＴＡが２４℃である場合、ステップＳ２１の処理により、圧縮機１の運転が再開されるときの回転数はΔｆだけ低下されるため、５０ｒｐｓ（６０ｒｐｓ−１０ｒｐｓ）となる。
【００２２】
ステップＳ２０において、前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１より大きいことが確認されたら、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が、閾値ΔＴＡ＿ｈｉｇｈ（第２の閾値、第６の閾値）より大きいかチェックされる。暖房運転時、圧縮機１が停止していると室内温度ＴＡは徐々に下がっていくので、ステップＳ２２では、ＴＡ−１−ＴＡ≧ΔＴＡ＿ｈｉｇｈを満たすかチェックされる。冷房運転時、圧縮機１が停止していると室内温度ＴＡは徐々に上がっていくので、ステップＳ２２では、ＴＡ−ＴＡ−１≧ΔＴＡ＿ｈｉｇｈを満たすかチェックされる。前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が、閾値ΔＴＡ＿ｈｉｇｈ以上の場合は、圧縮機１の停止中に進行する温度変化が大きく、空調負荷が高いと判断される。この場合は、ステップＳ２３へ進み、回転数調整手段２１は、圧縮機１の運転を再開する際の回転数を停止前の回転数に対して所定量Δｆだけ増加させる信号を、圧縮機制御手段２２に送信する。なお、閾値ΔＴＡ＿ｈｉｇｈは暖房運転時、冷房運転時で同一の値を用いてもよく、あるいは異なる値を用いてもよい。
【００２３】
例えば、暖房運転時において、Δｔ１を３０秒、ΔＴＡ＿ｈｉｇｈを１．０℃、Δｆを１０ｒｐｓ、ＴＡ−１を２４．５℃、圧縮機１の停止前の回転数を６０ｒｐｓとする。このとき、３０秒経過後に検知された室内温度ＴＡが２３．５℃である場合、ステップＳ２５の処理により、圧縮機１の運転が再開されるときの回転数はΔｆだけ増加されるため、７０ｒｐｓ（６０ｒｐｓ＋１０ｒｐｓ）となる。
【００２４】
以上のように、圧縮機１の停止中において、冷房運転の場合は室内温度の傾斜（上昇）が小さいとき、暖房運転の場合は室内温度の傾斜（下降）が小さいとき、空調負荷が低いと判断される。そして、圧縮機１の回転数を所定量低下させる処理が実行される。また、圧縮機１の停止中において、室内温度の傾斜が大きいとき、空調負荷は高いと判断され、圧縮機１の運転を再開する際の回転数を所定量増加させる処理が実行される。
【００２５】
図４は、実施の形態１の圧縮機停止中のサブルーチンの変形例を示すフローチャートである。ステップＳ２００では、図３に示すフローチャート中のステップＳ２０と同様の処理が行われる。すなわち、前回記憶された室内温度ＴＡ−１と、現時点の室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１以下であるがチェックされる。室内温度ＴＡ−１と室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１以下であることが確認されたら、処理はステップＳ２０１へ進む。ステップＳ２０１では、空気調和機１０が暖房運転中であるか否かがチェックされる。空気調和機１０が暖房運転中ではなく、冷房運転中であることが確認されたら、ステップＳ２０２へ進む。空気調和機１０が冷房運転中であり、かつ室内温度ＴＡ−１と室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１以下である場合とは、圧縮機１が停止している間の室内温度の傾斜（室内温度の上昇）が比較的緩やかである場合である。すなわち、空調負荷は低いと判断できる。そこでステップＳ２０２では、図３のフローチャート中のステップＳ２１と同様の処理が実行される。すなわち、回転数調整手段２１は、圧縮機１の運転を再開する際の回転数を停止前の回転数に対して所定量Δｆ低下させる信号を、圧縮機制御手段２２に送信する。
【００２６】
ステップＳ２０１で空気調和機１０が暖房運転中であることが確認されたら、ステップＳ２０３へ進む。暖房運転の場合、室内機１１が設置されている室内において気流が床面に到達せず、暖かい空気が室内の天井付近に滞留していることが考えられる。この場合、室温サーミスタ７により検知される室温は緩やかに低下するのに対し、赤外線センサ８により検知される床温度は急速に低下していく。一方、計時手段１９が前回、時間間隔Δｔ２をカウントした際に室内床面温度記憶手段１８に記憶された床面温度ＴＦ−１と、現時点で赤外線センサ８により検知された床面温度ＴＦとの差分が閾値ΔＴＦ（第４の閾値）以下である場合、圧縮機１が停止している間の床面温度の傾斜が比較的緩やかである場合である。この場合、空調負荷は低いと判断できる。ステップＳ２０３において、床面温度ＴＦ−１と、現時点で赤外線センサ８により検知された床面温度ＴＦとの差分が閾値ΔＴＦ以下であるとき、処理はステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２では、上述のように、回転数調整手段２１は、圧縮機１の運転を再開する際の回転数を停止前の回転数に対してΔｆだけ低下させる信号を、圧縮機制御手段２２に送信する。
【００２７】
例えば、Δｔ２を３０秒、ΔＴＦを０．５℃、Δｆを１０ｒｐｓ、ＴＦ−１を２４．５℃、圧縮機１の停止前の回転数を６０ｒｐｓとする。このとき、３０秒経過後に検知された床面温度ＴＦが２４℃である場合、ステップＳ２２の処理により、圧縮機１の運転が再開されるときの回転数は、Δｆだけ低下されるため、５０ｒｐｓ（６０ｒｐｓ−１０ｒｐｓ）となる。
【００２８】
ステップＳ２００において、前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ１より大きいことが確認されたら、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、図３のフローチャート中のステップＳ２２と同様の処理が実行される。すなわち、前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が、閾値ΔＴＡ＿ｈｉｇｈより大きいかチェックされる。前回記憶された室内温度ＴＡ−１と現時点の室内温度ＴＡとの差分が、閾値ΔＴＡ＿ｈｉｇｈ以上であり、圧縮機１の停止中に進行する温度変化が大きく、空調負荷が高いと判断されたら、ステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５では、図３のフローチャート中のステップＳ２３と同様の処理が実行される。すなわち、回転数調整手段２１は、圧縮機１の運転を再開する際の回転数を停止前の回転数に対して所定量Δｆ増加させる信号を、圧縮機制御手段２２に送信する。
【００２９】
以上のように、この変形例においては、圧縮機１の停止中において、暖房運転の場合に室内温度の傾斜（下降）及び床面温度の傾斜（下降）が小さいとき、空調負荷が低いと判断される。そして、圧縮機１の回転数を所定量低下させる処理が実行される。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態１における圧縮機運転中のサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ３０において、計時手段１９が前回、時間間隔Δｔ１をカウントした際に室内温度記憶手段１７に記憶された室内温度ＴＡ−１と、現時点で室温サーミスタ７により検知された室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ２（第３の閾値、第７の閾値）以上であるかチェックされる。暖房運転時の場合、圧縮機１の運転中は室内温度が上昇していくので、ＴＡ−ＴＡ−１≧ΔＴＡ２を満たしているかチェックされる。冷房運転時の場合、圧縮機１の運転中は室内温度が低下していくので、ＴＡ−１−ＴＡ≧ΔＴＡ２を満たしているかチェックされる。室内温度ＴＡ−１と室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ２以上であることが確認されたら、処理はステップＳ３１へ進む。室内温度ＴＡ−１と室内温度ＴＡとの差分が閾値ΔＴＡ２以上である場合とは、圧縮機１が運転している間の室内温度の傾斜（暖房運転の場合は上昇、冷房運転の場合は低下）が比較的急な場合である。すなわち、空調負荷は低いと判断できる。そこでステップＳ３１において、回転数調整手段２１は、圧縮機１の運転の回転数を、現在の回転数に対して所定量Δｆだけ低下させる信号を圧縮機制御手段２２に送信する。なお、閾値ΔＴＡ２は暖房運転時、冷房運転時で同一の値を用いてもよく、あるいは異なる値を用いてもよい。
【００３１】
例えば、空気調和機１０が暖房運転中で、Δｔ１を３０秒、ΔＴＡ２を０．５℃、Δｆを１０ｒｐｓ、ＴＡ−１を２３．５℃、圧縮機１の停止前の回転数を６０ｒｐｓとする。このとき、３０秒経過後に検知された室内温度ＴＡが２４℃である場合、ステップＳ３１の処理により、圧縮機１の回転数は、Δｆだけ低下されるため、５０ｒｐｓ（６０ｒｐｓ−１０ｒｐｓ）となる。
【００３２】
以上のように、実施の形態１によれば、使用者により設定された設定温度と室温サーミスタ７により検知された室内温度との差分に応じて圧縮機１のＯＮ・ＯＦＦを制御する処理に加えて、圧縮機１の停止中および運転中のそれぞれにおいて、室内温度の変化、床面温度の変化を判断し、圧縮機１の回転数を制御する処理が行われる。すなわち、空気調和機１０が設置されている室内の環境に応じて、圧縮機１の精度の高い制御を行うことができる。従って、例えば空調負荷が低い場合に圧縮機１のＯＮ・ＯＦＦが短い間隔で繰り返される現象を防止することができ、室内温度のハンチングを抑制することができる。その結果、空気調和機１０の消費電力の増加を抑制し、かつ快適性を向上させることができる。
【００３３】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の圧縮機停止中の空調負荷の判断条件を示す表である。また、図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の圧縮機運転中の空調負荷の判断条件を示す表である。図６および図７に示す判断条件は、図１を参照して説明した実施の形態１と同様の構成を有する空気調和機１０に適用される。図６には、空気調和機１０が暖房運転中で、かつ圧縮機１が停止している場合において、空調負荷の高低を判断する条件が示されている。図７には、空気調和機１０が暖房運転中で、かつ圧縮機１が運転している場合において、空調負荷の高低を判断する条件が示されている。図６および図７の表の各欄のグラフの横軸は時間であり、縦軸は室内温度および床面温度である。計時手段１９が時間間隔Δｔ１をカウントする毎に、室温サーミスタ７により室内温度が検知され、計時手段１９が時間間隔Δｔ２をカウントする毎に、赤外線センサ８により床面温度が検知される。各欄のグラフにおいて、実線は、室温サーミスタ７により前回検知された室内温度Ｔａ０と今回検知された室内温度Ｔａとの差分が時間経過と共に変化する態様を示している。また、破線は、赤外線センサ８により前回検知された床面温度Ｔｆ０と今回検知された床面温度Ｔｆとの差分が時間経過と共に変化する態様を示している。
【００３４】
図６の左上欄には、室内温度の低下速度が遅く、かつ床面温度の低下速度が遅い場合が示されている。換言すると、室内温度の低下の傾斜および床面温度の低下の傾斜が共に緩やかであり、室内温度の低下量（変化量）と床面温度の低下量に大きな差が無い場合が示されている。この場合、空調負荷は小さいと判断される。従って、圧縮機１の回転数を低下する処理が行われる。
【００３５】
図６の右上欄には、室内温度の低下速度が速く、かつ床面温度の低下速度が遅い場合が示されている。換言すると、室内温度の低下の傾斜に比べ、床面温度の低下の傾斜が緩やかな場合、すなわち室内温度の変化量に比べ、床面温度の変化量が小さい場合が示されている。この場合、例えば空気調和機１０とは別途設けられた床暖房が稼働していることが考えられ、空調負荷は小さいと判断される。従って、圧縮機１の回転数を低下する処理が行われる。
【００３６】
図６の左下欄には、室内温度の低下速度が遅く、かつ床面温度の低下速度が速い場合が示されている。換言すると、室内温度の低下量に比べ、床面温度の低下量が極めて大きい場合、すなわち室内温度の変化量に比べ、床面温度の変化量が極めて大きい場合が示されている。この場合、室内温度の低下は緩やかなものの、床面が急激に冷えており、室内負荷は大きい、若しくは暖気流が床面に届いていないと判断される。従って、圧縮機１の回転数を増加させるか、あるいは送風ファン６の回転数を増加する処理が実行される。
【００３７】
図６の右下欄には、室内温度の低下速度が速く、かつ床面温度の低下速度が速い場合が示されている。換言すると、室内温度の低下の傾斜および床面温度の低下の傾斜が共に急である場合、すなわち室内温度の変化量および床面温度の変化量が共に大きい場合が示されている。この場合、室内および床面が急激に冷えており、室内負荷は大きいと判断される。従って、圧縮機１の回転数を増加させる処理が実行される。
【００３８】
図７の左上欄には、室内温度の上昇速度が遅く、かつ床面温度の上昇速度が遅い場合が示されている。換言すると、室内温度の上昇の傾斜および床面温度の上昇の傾斜が共に緩やかである場合、すなわち室内温度の変化量および床面温度の変化量が共に小さい場合が示されている。この場合、室内温度および床面温度の上昇が不十分で有り、空調負荷は大きいと判断される。従って、圧縮機１の回転数を増加する処理が行われる。
【００３９】
図７の右上欄には、室内温度の上昇速度が速く、かつ床面温度の上昇速度が遅い場合が示されている。換言すると、室内温度の上昇の傾斜に比べ、床面温度の上昇の傾斜が緩やかである場合、すなわち室内温度の変化量に比べ床面温度の変化量が小さい場合が示されている。この場合、床面が十分に暖まっていないため、空調負荷は大きい、若しくは暖気流が床面に届いていないと判断される。従って、圧縮機１の回転数を増加するか、送風ファン６の回転数を増加する処理が実行される。
【００４０】
図７の左下欄には、室内温度の上昇速度が遅く、かつ床面温度の上昇速度が速い場合が示されている。換言すると、室内温度の上昇の傾斜に比べ、床面温度の上昇の傾斜が急である場合、すなわち室内温度の変化量に比べ、床面温度の変化量が大きい場合が示されている。この場合、例えば空気調和機１０とは別途設けられた床暖房が稼働していることが考えられ、空調負荷は小さいと判断される。従って、圧縮機１の回転数を低下する処理が行われる。
【００４１】
図７の右下欄には、室内温度の上昇速度が速く、かつ床面温度の上昇速度が速い場合が示されている。換言すると、室内温度の上昇の傾斜および床面温度の上昇の傾斜が共に急であり、室内温度の上昇量（変化量）と床面温度の上昇量に大きな差が無い場合が示されている。この場合、室内温度および床面温度が急激に上昇してきており、室内負荷は小さいと判断される。従って、圧縮機１の回転数を低下させる処理が実行される。
【００４２】
例えば、室内温度および床面温度を検知する時間間隔を３０秒、床面温度の変化量に対する室内温度の変化量の比の閾値を７５％、圧縮機１の回転数の増加量を１０ｒｐｓ、送風ファンの回転数の増加量を１００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）、前回検知された室内温度を２４．５℃、床面温度を２３．５℃、前回の圧縮機１の回転数を６０ｒｐｓ、送風ファンの回転数を１０００ｒｐｍとする。このとき、圧縮機１の停止中、前回の検知から３０秒経過したときの室内温度が２４℃、床面温度が２２．５℃である場合、室内温度の差分は０．５℃（２４．５℃−２４℃）、床面温度の差分は１．０℃（２３．５℃−２２．５℃）となり、床面温度の変化量に対する室内温度の変化量は０．５となる。すなわち、上記の閾値よりも低く、室内温度の低下速度に対し、床面温度の低下速度が極端に速い。従って、空調負荷が高い、若しくは暖気流が床面に届いていないと判断される。この場合、次回運転時の圧縮機１の回転数を７０ｒｐｓに増加させる、若しくは送風ファンの回転数を１１００ｒｐｍに増加させる処理が実行される。
【００４３】
以上のように、実施の形態２によれば、暖房運転中、圧縮機１の停止中および運転中のそれぞれの状態において、室内温度の温度傾斜と床面温度の温度傾斜とに基づいて空調負荷および暖気流の対流状態が判断される。従って、空気調和機１０が床面から高い位置に据え付けられている場合、例えば全館空調の建造物の上層階や階段の途中等に空気調和機１０が設置されている場合であっても、圧縮機１のＯＮ・ＯＦＦが短い間隔で繰り返される現象を防止し、室内温度のハンチングを抑制すると共に、床面に近い場所も適切な温度とすることができる。すなわち、室内の環境に応じたより精度の高い空調制御を行うことができ、省エネルギおよび快適性の向上が図られる。
【符号の説明】
【００４４】
１  圧縮機、２  室外熱交換器、３  膨張弁、４  室内熱交換器、６  送風ファン、７  室温サーミスタ、８  赤外線センサ、１０  空気調和機、１１  室内機、１２  室外機、１７  室内温度記憶手段、１８  室内床面温度記憶手段、１９  計時手段、２０  制御手段、２１  回転数調整手段、２２  圧縮機制御手段。
【図１】
2017187476.tif 000003
【図２】
2017187476.tif 000004
【図３】
2017187476.tif 000005
【図４】
2017187476.tif 000006
【図５】
2017187476.tif 000007
【図６】
2017187476.tif 000008
【図７】
2017187476.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月20日(2018.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器が順次接続された冷凍サイクルを有する空気調和機であって、
前記空気調和機が設置されている空間の室内温度を検知する室温検知手段と、
前記空間の室内温度が前記空気調和機の設定温度に近づくよう、前記圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記空気調和機の暖房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ設定された第１の時間間隔で前記室温検知手段により検知される室内温度の低下量が第１の閾値以下であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させる空気調和機。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記空気調和機の暖房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ前記空間の室内温度の低下量が第２の閾値以上であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量増加させる
請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記空気調和機の暖房運転時に前記圧縮機が運転中であり、かつ前記空間の室内温度の上昇量が第３の閾値以上であるとき、前記圧縮機の回転数を所定量低下させる
請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記空気調和機が設置されている空間の床面温度を検知する床面温度検知手段をさらに備え、
前記空気調和機が暖房運転中の時、
前記制御手段は、
前記圧縮機が停止中であり、かつ前記空間の室内温度の低下量が前記第１の閾値以下であり、設定された第２の時間間隔で前記床面温度検知手段により検知される前記空間の床面温度の低下量が第４の閾値以下であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記空気調和機の冷房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ設定された前記第１の時間間隔で前記室温検知手段により検知される室内温度の上昇量が第５の閾値以下であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量低下させ、
前記空気調和機の冷房運転時に前記圧縮機が停止中であり、かつ前記空間の室内温度の上昇量が第６の閾値以上であるとき、前記圧縮機の次回運転時の回転数を停止前の回転数に対して所定量増加させ、
前記空気調和機の冷房運転時に前記圧縮機が運転中であり、かつ前記空間の室内温度の低下量が第７の閾値以上であるとき、前記圧縮機の回転数を所定量低下させる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記圧縮機が運転中若しくは停止中のいずれの状態にあるかに基づくと共に、前記室温検知手段により検知される前記空間の室内温度の変化速度と、前記床面温度検知手段により検知される前記空間の床面温度の変化速度とに基づいて、前記圧縮機の回転数および／または前記室内熱交換器が設置されている室内へ空気を送り出すための送風ファンの回転数を制御する
請求項４、又は請求項４を引用する請求項５に記載の空気調和機。
【国際調査報告】
2017187476.tif 000010
2017187476.tif 000011