JP2013204852A - 空調制御方法及び空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予冷暖運転時の室内負荷状況を正確に把握し、適切に処理することで快適性の向上を図ると共に、予冷暖運転と在室時の通常運転との両運転を通じて消費電力量の低減を図ることが可能な空調装置等を提供する。
【解決手段】冷房、暖房及び送風の何れかの運転モードで動作し、空調対象空間を空調する風向制御可能な空調装置の空調制御方法であって、空調対象空間が設定時刻に設定温度になるように設定時刻前に空調装置を運転させる予冷運転又は予暖運転を行うにあたり、空調対象空間の使用者の在室時間幅と空調対象空間の負荷分布とに基づいて予冷運転又は予暖運転の運転開始時刻と、空調装置の運転モードと、風向及び風量と、を制御する。
【選択図】図６

Description

本発明は、空調制御方法及び空調装置に関する。

従来より、在室前に前もって冷房又は暖房運転を開始させ、予め設定した設定時刻に室内温度が設定温度になるように予冷運転又は予暖運転（以下、まとめて予冷暖運転という）を行う空調装置がある。この種の空調装置において、予冷暖運転を最小電力量で行うようにした技術として、例えば、予暖運転実施前の室内温度の低下状況から、室内の熱漏洩係数と温度低下係数を算出しておき、これらの係数を基に、設定時刻に室内温度を設定温度にするための消費電力量を計時単位毎に算出し、この消費電力量が最小となる時間に空調装置を起動して予暖運転を開始するようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−２９１３５号公報（請求項１）

上記の特許文献１では、運転前の室内温度の変化に応じて空調装置の運転時間を決定しているが、住宅に与えられる負荷に関わるパラメータは多種多様（温度、日射量、室外風速等）である。このため、室内温度の温度変化が同じであっても、室内負荷状況が同一とは限らない。例えば、日射が強い日には躯体（壁など）の温度が上がるため、躯体の温度が室内負荷に影響してくる。したがって、躯体温度を考慮しないと、想定負荷よりも実負荷の方が多くなり、設定時刻になっても室内負荷を処理仕切れず、快適性を損なう等の問題があった。

ところで、予冷暖運転終了後は、室内温度を設定温度に維持する通常運転が行われる。このため、空調装置の省エネ性向上を図る場合、予冷暖運転時だけでなく、在室時の通常運転も含めて低消費電力量となる運転が求められる。しかし、特許文献１では、予冷暖運転時については検討されているものの、通常運転時も含めて省エネ化を図ることについて何ら検討されていない。

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、予冷暖運転時の室内負荷状況を正確に把握し、適切に処理することで快適性の向上を図ると共に、予冷暖運転と在室時の通常運転との両運転を通じて消費電力量の低減を図ることが可能な空調制御方法及び空調装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空調制御方法は、冷房、暖房及び送風の何れかの運転モードで動作し、空調対象空間を空調する風向制御可能な空調装置の空調制御方法であって、空調対象空間が設定時刻に設定温度になるように設定時刻前に空調装置を運転させる予冷運転又は予暖運転を行うにあたり、空調対象空間の使用者の在室時間幅と空調対象空間の負荷分布とに基づいて予冷運転又は予暖運転の運転開始時刻と、空調装置の運転モードと、風向及び風量と、を制御するものである。

本発明によれば、室内負荷分布と在室時間幅とに基づいて室内負荷を適切に処理することができる。このため、予冷暖運転と在室時の通常運転との両運転を通じて消費電力量の低減を図ることができ、また、在室開始時の空調対象空間の快適性を向上することができる。

本発明の実施の形態１に係る空調装置を有する空気調和システムの構成図である。 図１の空気調和装置の冷媒回路図である。 図１の空気調和システムの制御ブロック図である。 予冷運転の各パターンの説明図である。 風向制御の説明図である。 図１の空気調和システムにおける予冷動作を示すフローチャートである。 高負荷処理運転＋予冷本運転による予冷運転時の運転結果の説明図（その１）である。 高負荷処理運転＋予冷本運転による予冷運転時の運転結果の説明図（その２）である。 負荷軽減運転＋予冷本運転による予冷運転時の運転結果の説明図である。 負荷軽減運転による予冷運転時の運転結果の説明図である。 図１の空気調和システムにおける予暖動作を示すフローチャートである。 予暖運転の各パターンの説明図である。

実施の形態１．
《システム構成》
図１は、本発明の実施の形態１に係る空調装置を有する空気調和システムの構成図である。図１及び後述の図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

空気調和システムは、空調装置１と空調負荷分布検知装置２と在室情報取得装置３とを備えている。空調装置１は、冷房、暖房及び送風の何れかの運転モードで動作して空調対象空間を空調する装置であり、室外機１０と空調対象空間ａに設置された室内機２０とを備えている。室内機２０は、風向制御機構（図示せず）を備えており風向制御可能に構成されている。室外機１０と室内機２０の間は冷媒が循環する配管１００と伝送線１０１で接続されており、室外機１０及び室内機２０は、伝送線１０１によりコントローラ３０に接続されている。コントローラ３０は、使用者が室内温度及び室内湿度を設定するための入力部３１を備えている。なお、図１では室内機２０の接続台数は各１台であるが、室外機能力、必要空調能力に応じて接続台数を個別に変更しても良く、台数を限定するものではない。

空調負荷分布検知装置２は、空調対象空間ａ内に設置され、室内の空調負荷の分布を検知する装置であり、ここでは天井温度Ｔｈを検知する天井温度センサ２ａと床面温度Ｔｌを検知する床面温度センサ２ｂとで構成されている。空調負荷分布検知装置２で検知された空調負荷分布（天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ）は室内機２０に送信される。室内機２０に送信された空調負荷分布情報は、受信部４１を介してコントローラ３０に送信される。

空調負荷分布検知装置２は、天井温度Ｔｈ及び床面温度Ｔｌを検知する温度センサに限らず、空調対象空間ａの熱画像を取得する赤外線温度センサとしてもよい。要は、コントローラ３０が空調負荷分布を取得できればよく、天井温度センサ２ａ及び床面温度センサ２ｂを配置する代わりに、インターネット等のネットワークを介して外部情報取得装置（例えば、天気情報予報システム）４０から一日の温度、日射量、外気の風向、風速の予想変動情報を、受信部４１を通じてコントローラ３０が取得し、予め入力できる住宅躯体の断熱性能とを用いて、予冷暖運転開始時の室内温度分布傾向を推算してもよい。

在室情報取得装置３は、空調対象空間ａ内に設置され、使用者の在室情報を取得することが可能な機器であり、例えば照明、人感センサ、室内ドアの開閉装置等、のうちの一又は複数である。在室情報取得装置３は、照明の使用状況や、人感センサなどによる人検知情報や、室内ドアの開閉情報など、使用者の在室時間幅ＴＩＭＥｉｎを把握できる情報を収集し、収集した情報を室内機２０に送信する。室内機２０に送信された収集情報は、受信部４１を介してコントローラ３０に送信される。

コントローラ３０は、受信した収集情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて使用者の在室時間幅ＴＩＭＥｉｎを取得する。要は、コントローラ３０の後述の在室時間幅設定部３２に、使用者の在室時間幅ＴＩＭＥｉｎを設定できればよいため、在室情報取得装置３を設けずに空調装置１自身で在室情報を取得するようにしてもよい。例えば、所定期間の平均的な空調装置１の使用時間又は前日の空調装置１の使用時間が、ＡＭ８：００〜ＰＭ１０：００までの場合、コントローラ３０は、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎを１４時間として設定すればよい。

また、空調負荷分布検知装置２及び在室情報取得装置３は、有線・無線通信を介して情報を取得し、取得した情報を室内機２０に送信できるものであればよく、一つの機器（例えばノートパソコン、インターネット通信機能付き携帯電話）でもよく、機器構成の個数を限定するものではない。

《冷媒回路構成》
図２は、図１の空気調和装置の冷媒回路図である。
空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、四方弁１２と、室外熱交換器１３と、冷媒を減圧する絞り装置１４と、室内熱交換器２１とが順次配管１００で接続されて冷媒が循環するように構成された冷媒回路１０００を備えている。圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３及び絞り装置１４は室外機１０側に配置され、室内熱交換器２１は室内機２０側に配置されている。

室外機１０は更に、室外熱交換器１３に送風する送風装置１５と、室外機制御基板１６とを備えている。室内機２０は更に、室内熱交換器２１に送風する送風装置２２と、室内機制御基板２３とを備えている。

(圧縮機１１)
圧縮機１１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータにより制御されるモータ（図示せず）によって駆動される容積式圧縮機である。なお、本発明は圧縮機１１の台数を１台に限定するものではなく、２台以上の圧縮機が並列又は直列に接続されたものであってもよい。

(室外熱交換器１３、室内熱交換器２１)
室外熱交換器１３、室内熱交換器２１は、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。

(送風装置１５、２２)
送風装置１５、２２は、室外熱交換器１３、室内熱交換器２１に供給する空気の流量を可変することが可能なファンであり、ＤＣファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。

(絞り装置１４)
絞り装置１４は、冷媒回路１０００内を流れる冷媒の流量の調節等を行うことが可能であり、ステッピングモータ（図示せず）により絞りの開度を調整することが可能な電子膨張弁または受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁である。

(四方弁１２)
四方弁１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒の流れ方向を切り換える弁である。四方弁１２は室内を冷房する際には圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、絞り装置１４、及び室内熱交換器２１の順に冷媒が流れる冷媒回路１０００を構成し、室内を暖房する際には圧縮機１１、四方弁１２、室内熱交換器２１、絞り装置１４及び室外熱交換器１３の順に冷媒が流れる冷媒回路１０００を構成する。

(冷媒)
空調装置１に用いられる冷媒は例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａなどのＨＣＦＣ冷媒、又は炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒などがある。

《冷凍サイクルの冷房動作》
図２で冷凍サイクルの冷房動作を説明する。圧縮機１１から吐出された冷媒は四方弁１２を通過して室外熱交換器１３へと流れる。室外熱交換器１３はこのとき凝縮器として作用し、室外熱交換器１３に流入した冷媒は、空気と熱交換する際に凝縮液化し、絞り装置１４へと流れる。冷媒は絞り装置１４で減圧された後、室内熱交換器２１へと流れる。室内熱交換器２１はこのとき蒸発器として機能し、室内熱交換器２１に流入した冷媒は、空気と熱交換して蒸発した後、四方弁１２を通過して再び圧縮機１１に吸入される。

《冷凍サイクルの暖房動作》
図２で冷凍サイクルの暖房動作を説明する。圧縮機１１から吐出された冷媒は四方弁１２を通過して室内熱交換器２１へと流れる。室内熱交換器２１はこのとき凝縮器として作用し、室内熱交換器２１に流入した冷媒は、空気と熱交換する際に凝縮液化し、絞り装置１４へと流れる。冷媒は絞り装置１４で減圧された後、室外熱交換器１３へと流れる。室外熱交換器１３はこのとき蒸発器として機能し、室外熱交換器１３に流入した冷媒は、空気と熱交換して蒸発した後、四方弁１２を通過して再び圧縮機１１に吸入される。

《冷媒回路センサ配置》
圧縮機１１の吐出側には吐出温度センサ１ａ、吸入側には吸入温度センサ１ｂを備える。また、室外熱交換器１３に流入・流出する冷媒の温度を検出する温度センサ１ｃ、１ｄ、室内熱交換器２１に流入・流出する冷媒の温度を検出する温度センサ１ｆ、１ｇを備える。更に、室外熱交換器１３の空気吸込み側に温度センサ１ｅ、室内熱交換器２１の空気吸込み側に吸込温度Ｔｉｎを検知する温度センサ１ｈを備える。

《システム構成》
図３は、図１の空気調和システムの制御ブロック図である。
空調装置１のコントローラ３０は、各温度センサ１ａ〜１ｈの検知温度を取得できるように接続されている。また、空調装置１は、空調負荷分布検知装置２により検知された空調負荷分布（天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ）及び在室情報取得装置３により取得された在室情報を受信部４１を介して取得できるように接続されている。コントローラ３０は、在室情報取得装置３で取得した在室情報に基づいて在室時間幅ＴＩＭＥｉｎを設定する在室時間幅設定部３２を備えている。なお、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎは、使用者が直接、入力部３１から入力して在室時間幅設定部３２に設定するようにしてもよい。

コントローラ３０は、各温度センサ１〜ｈの検知温度や、空調負荷分布（天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ）、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎに基づいて室外機制御基板１６を介して圧縮機１１、絞り装置１４及び送風装置１５を制御すると共に、室内機制御基板２３を介して送風装置２２及び風向制御機構２４を制御する。コントローラ３０は、空調対象空間ａを設定温度Ｔｍに維持するように各部を制御する通常運転（冷房、暖房）と、空調対象空間ａが設定時刻（在室開始時刻）に設定温度Ｔｍになるように設定時刻前に空調装置１を運転させる予冷暖運転（予冷運転又は予暖運転）とを行う。なお、予冷暖運転終了後（つまり設定時刻以降）は通常運転に移行する。

本実施の形態は、使用者の在室時間幅ＴＩＭＥｉｎと空調対象空間ａの空調負荷分布とに基づいて予冷暖運転の運転開始時刻と、運転モードと、風向及び風量と、を制御する点に特徴があるが、この点については改めて説明する。

次に、通常運転について説明する。
空調装置１は、使用者の運転開始指令により、所定周波数で圧縮機１１を運転開始する。運転開始指令では、冷房、暖房などの運転モードも同時に設定される。そして、空調装置１は室内温度として温度センサ１ｈにより検知された吸込温度Ｔｉｎが、使用者により設定された設定温度Ｔｍとなるように運転する。その際、吸込温度Ｔｉｎと設定温度Ｔｍとの温度差が大きい場合、圧縮機１１の周波数を高くして空調装置１の冷却・加熱能力を増大させ、設定温度Ｔｍへの収束を速めるようにする。一方、室内温度と設定温度Ｔｍとの温度差が小さい場合、圧縮機１１の周波数を低くして空調装置１の冷却・加熱能力を小さくし、室内が過剰に冷却・加熱されることを回避して室内温度の安定を図る。

そして、空調装置１は、吸込温度Ｔｉｎが設定温度Ｔｍに到達すると、圧縮機１１の運転を停止する。そして、吸込温度Ｔｉｎと設定温度Ｔｍとの温度差が所定温度（例えば１℃）以上となると、再び圧縮機１１を起動して運転を再開する。使用者が在室中（空調装置１がＯＮ中）、この動作が繰り返し行われる。

次に、予冷暖運転について説明する。予冷運転と予暖運転の制御の特徴は基本的には同じであるため、以下では予冷運転の例で説明する。本実施の形態の予冷運転は、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎと空調負荷分布とを考慮して、低消費電力で在室開始時（設定時刻）に快適な室内空間を得ることが可能な運転であり、その運転の基本的な考え方についてまず説明する。

一般に空調が行われる場合、熱負荷としては、室外から室内への換気等の熱伝達によって侵入する空気熱負荷の他、室内を構成する躯体など（天井や壁など。）の熱容量に応じた躯体熱負荷がある。

冷房運転では、まず室内空気が冷却され、その冷却された室内空気が室内の躯体と熱交換して室内の躯体の温度が低下していく。すなわち、冷房運転ではまず室内空気が冷却され、続いて躯体が遅れて冷却されることになる。このため、例えば日射が強い日中など、躯体温度が上がっている場合には、冷房運転を行って室内温度を設定温度Ｔｍまで下げても、躯体温度が影響して室内温度が昇温しやすい。この場合、空調装置１では圧縮機１１の発停を頻発することになり、頻繁な圧縮機起動により消費電力の増大を招くことになる。

よって、通常運転開始前の段階で躯体の熱負荷を処理し、躯体温度を設定温度Ｔｍまで下げておくようにすれば、通常運転開始後の頻繁な圧縮機起動を抑制でき、消費電力の低減を図ることができる。

躯体温度を設定温度Ｔｍまで下げるのに要する消費電力は、室内温度を設定温度Ｔｍまで下げるのに要する消費電力よりも当然のことながら大きい。よって、予冷運転中に躯体温度を設定温度Ｔｍまで下げる運転を行うのは、予冷運転時だけでなく通常運転開始後の運転中も含めたトータルでの消費電力低減に効果的である場合に行うことが好ましい。この判断に、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎを用いる。

すなわち、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎが、躯体温度を設定温度Ｔｍまで下げるのに要する時間（以下、居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓという）よりも長い場合には、躯体温度を設定温度Ｔｍまで下げる運転が効果的である。逆に、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎが居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓ以下の場合には、躯体温度の影響を受けて室内温度が昇温し始める前に在室時間が終わる。このため、予冷運転で敢えて躯体の熱負荷まで処理する必要はなく、使用者の居住領域（室内全体のうち、床面側の領域）の空気温度を設定温度Ｔｍに下げる運転を行えば十分である。このように、消費電力の低減を図るにあたり、室内空気の熱負荷を処理する方が効果的か、室内空気の熱負荷に加えて躯体の熱負荷も処理する方が効果的かは、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎによって切り分けることができる。

なお、本実施の形態では、空調対象空間ａ内における躯体の熱負荷状況を反映した指標として天井温度Ｔｈを用いる。よって、以下の説明では、躯体温度に代えて天井温度Ｔｈを用いる。なお、予暖運転の場合には、空調対象空間ａ内における躯体の熱負荷状況を反映した指標として床面温度Ｔｌを用いることになる。

以上説明したように、予冷運転は、床面温度Ｔｌを設定温度Ｔｍまで下げることを目的とした運転か、天井温度Ｔｈを設定温度Ｔｍまで下げることを目的とした運転かの２つに大きく分けられる。そして、本実施の形態では更に、天井温度Ｔｈを設定温度Ｔｍまで下げることを目的とした運転を更に３つに分けており、空調負荷分布に応じて適宜選択するようにしている。よって、床面温度Ｔｌを設定温度Ｔｍまで下げることを目的とした運転も含めて、合計４つの予冷運転パターンを有している。

図４は、予冷運転の各パターンの説明図である。
まず、予冷運転時に行われる風向制御について説明する。風向制御としては、室内循環動作、上部循環動作、下部循環動作の３つの動作がある。

図５は、風向制御の説明図で、（ａ）は室内循環動作、（ｂ）は上部循環動作、（ｃ）は下部循環動作を示している。
《（ａ）室内循環動作》
室内循環動作は、空調対象空間ａ全体の空気を循環させる動作であり、空調対象空間ａの温度を均一化させることを目的とする。この動作を行うための具体的な風向制御機構２４の制御は、室内機２０の吸込み口及び吹出し口の位置関係に応じて適宜制御すればよい。

《（ｂ）上部循環動作》
上部循環動作は、空調対象空間ａ上部の空気を上部空間内で循環させる動作であり、空調対象空間ａの上部温度を均一化させるか又は設定温度Ｔｍに近づける（天井に蓄熱された熱を室内空気で処理又は利用する）ことを目的とする。この動作を行うための具体的な風向制御機構２４の制御は、室内機２０の吸込み口及び吹出し口の位置関係に応じて適宜制御すればよい。

《（ｃ）下部循環動作》
下部循環動作は、空調対象空間ａ下部の空気を下部空間内で循環させる動作であり、空調対象空間ａの下部温度を均一化させるか又は設定温度Ｔｍに近づける（在室者付近の空気を優先的に温調する）ことを目的とする。この動作を行うための具体的な風向制御機構２４の制御は、室内機２０の吸込み口及び吹出し口の位置関係に応じて適宜制御すればよい。

次に、図４の各パターン（１）〜（４）と、その各パターンにより得られる効果について順次説明する。なお、図４に示すように、予冷運転時の運転モードは冷房又は送風であり、冷房時の圧縮機１１の周波数は、（１）のパターンでは圧縮機１１の使用上の最大周波数に設定され、その他の（２）、（３）のパターンでは通常運転時の所定周波数よりも低い予冷用周波数（例えば２５Ｈｚ）に設定され、低容量運転するようにしている。

＜在室時間が短い場合＞
（１）居住負荷処理運転
在室時間幅ＴＩＭＥｉｎが居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓ以下の場合には、床面温度Ｔｌが在室開始時刻に設定温度Ｔｍ（例えば２６℃）となることを目標として、冷房運転で下部循環動作を行う。居住負荷処理運転の運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ１は、最大周波数で圧縮機１１を運転して床面温度Ｔｌ（例えば２８℃）を設定温度Ｔｍに下げるのに要する時間であり、床面温度Ｔｌと設定温度Ｔｍとの温度差（この例では２℃）と、最大周波数とに基づいて決定する。この運転では、天井付近の熱負荷は処理せず、使用者の快適性に関わる居住領域部分の負荷を処理することで、処理する熱負荷量を最小にでき、消費電力の低減が可能となる。

このような運転とすることにより、後述の（２）〜（４）に比べて時間当たりの入力は多くなるものの、最大周波数で運転することから運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ１は短くなる。このため、予冷運転時と通常運転時（在室時）のトータルでの合計入力は少なく、消費電力の低減を図ることができる。また、吸込温度Ｔｉｎではなく使用者付近の温度である床面温度Ｔｌを設定温度Ｔｍにするように制御するため、吸込温度Ｔｉｎを設定温度Ｔｍまで下げる場合に比べて低消費電力とすることができる。

＜在室時間が長い場合＞
（２）高負荷処理運転＋予冷本運転
空調対象空間ａに高負荷領域が有る場合、予冷運転の初期にまずは高負荷領域の負荷を集中して処理する高負荷処理運転を行う。そして、高負荷処理運転により高負荷領域の負荷が処理されると、空調対象空間ａ全体の負荷を処理する予冷本運転を行う。

具体的には、天井温度Ｔｈが高めの場合（天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差が高負荷処理運転判定温度Ｔｈｓ以上）、高負荷領域有りと判断し、冷房運転で上部循環動作を行い、まず、天井付近の高温空気の温度を低下させる。そして、高負荷処理運転により天井温度Ｔｈと吸込温度Ｔｉｎとの差が所定温度差まで小さくなると、予冷本運転に切り換え、冷房運転で下部循環動作を行う。この（２）のパターンの運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ２は、圧縮機１１を予冷用周波数で運転して天井温度Ｔｈ（例えば３２℃）を設定温度Ｔｍに下げるのに要する時間であり、天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差（この例では６℃）に基づいて決定される。

（３）負荷軽減運転＋予冷本運転
空調対象空間ａに高負荷領域が無い場合で、空調対象空間ａの低負荷領域部分の負荷を利用して空調対象空間ａ全体の負荷軽減が可能な場合、予冷運転の初期にまずは空調対象空間ａ全体の空気を掻き混ぜる負荷軽減運転を行う。その後、空調対象空間ａ全体の負荷を処理する予冷本運転を行う。

具体的には、天井温度Ｔｈが低め（天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差が高負荷処理運転判定温度Ｔｈｓ未満）で、且つ、床面温度Ｔｌが設定温度Ｔｍより高いもののその差が小さい場合は、送風運転（圧縮機１１は停止）で室内循環動作を行うことで、床面の低温を利用して空調対象空間ａ全体の空気を掻き混ぜて均一化し、温度ムラを解消する。その後、予冷本運転に切り換え、冷房運転で室内循環動作を行う。

負荷軽減運転により、床面近くの低温になりやすい部分の空気を使って天井付近の温度を下げることができるため、負荷軽減運転後に行う予冷本運転時の負荷を軽減できる。この（３）のパターンの運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ３は、天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差に基づいて決定される。天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差が上記（２）の場合に比べて小さいため、ＴＩＭＥ＿ｗ３は、ＴＩＭＥ２に比べて短く決定されることになる。

（４）負荷軽減運転のみ
空調対象空間ａに高負荷領域が無い場合で、空調対象空間ａの低負荷領域部分の負荷を利用して空調対象空間ａ全体の負荷の処理が可能な場合、空調対象空間ａ全体の空気を掻き混ぜる負荷軽減運転を行って予冷運転を終了する。

具体的には、天井温度Ｔｈが低め（天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差が高負荷処理運転判定温度Ｔｈｓ未満）で、床面温度Ｔｌが設定温度Ｔｍより低く且つその差が大きい場合は、送風運転（圧縮機１１は停止）で室内循環動作を行い、床面の低温を利用し、空調対象空間ａ全体の空気を掻き混ぜて均一化して空調対象空間ａ全体の負荷を処理する。すなわち、この予冷運転では、送風運転だけを行い冷房運転は行わない運転となる。この（４）のパターンの運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ４も、上記（２）、（３）と同様、天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差に基づいて決定する。なお、この温度差に加えて更に、床面温度Ｔｌも考慮して運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ４を決定するようにしてもよい。

なお、図４には、風量については記載していないが、何れの運転パターンでも、予冷運転時は風量が多い方が好ましく、例えば最大風量に設定する。

次に、上記構成の空気調和システムの動作を説明する。
図６は、図１の空気調和システムにおける予冷動作を示すフローチャートである。
空調装置１のコントローラ３０は、在室情報取得装置３を通じて空調対象空間ａの在室情報を入手する（ＳＴ１）。在室情報は、使用者が在室を始める時刻、使用者が在室を続ける時間幅、または不在となる時刻が該当する。在室情報は上述したように予め使用者により設定するようにしてもよい。

次に、在室情報の在室時間幅ＴＩＭＥｉｎと予め設定されている居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓとを比較し（ＳＴ２）、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎが居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓ以下の場合には、上述のようにして運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ１を決定し、運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ１と在室開始時刻とに基づいて運転開始時刻ＴＩＭＥ１を決定し、これを予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔとする（ＳＴ８）。

一方、在室時間幅ＴＩＭＥｉｎが居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓよりも長い場合は、続いてＳＴ３及びＳＴ４の判断を行い、上記（２）〜（４）の何れかのパターンの予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔを決定する。すなわち、まず天井温度Ｔｈと設定温度Ｔｍとの温度差と、高負荷処理運転判定温度Ｔｈｓとを比較し（ＳＴ３）、Ｔｈ−ＴｍがＴｈｓ以上であれば、上述のようにして運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ２を決定し、運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ２と在室開始時刻とに基づいて運転開始時刻ＴＩＭＥ２を決定し、これを予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔとする（ＳＴ７）。

ＳＴ３の判断においてＴｈ−ＴｍがＴｈｓ未満であれば、続いて床面温度Ｔｌが設定温度Ｔｍ未満で且つ床面温度Ｔｌと設定温度Ｔｍとの温度差が予冷判定温度Ｔｌｓよりも大きいかを判断する（ＳＴ４）。ＮＯであれば、上述のようにして運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ３を決定し、運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ３と在室開始時刻とに基づいて運転開始時刻ＴＩＭＥ３を決定し、これを予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔとする（ＳＴ６）。

一方、ＳＴ４の判断でＹＥＳであれば、上述のようにして運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ４を決定し、運転時間幅ＴＩＭＥ＿ｗ４と在室開始時刻とに基づいて運転開始時刻ＴＩＭＥ４を決定し、これを予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔとする（ＳＴ５）。

コントローラ３０は在室開始時刻前に上記ＳＴ２〜ＳＴ８の処理を行って現時点での空調負荷分布に応じた予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔを決定する。この処理を繰り返し行って予冷開始時刻刻ＴＩＭＥｓｔを更新し、現在時刻が予冷開始時刻ＴＩＭＥｓｔに一致すると、該当パターンの予冷運転を行う。

次に、本実施の形態の予冷運転の制御（以下、本制御という）と、在室時間幅や空調負荷分布を考慮せず、単に吸込温度と設定温度との温度差に基づいて圧縮機周波数を決定し、予冷運転の間のみの消費電力の低減を目的とした制御（以下、従来制御という）とを比較して、本制御の消費電力が少ないことを図７〜図１０を参照して説明する。なお、従来制御では、吸込温度と設定温度の温度差が大きくなるに連れ、圧縮機周波数が高くなるか又は予冷時間幅が長くなる運転となる。また、図７〜１０では、本制御の場合も従来制御の場合も、この図の順に予冷運転開始時の吸込温度Ｔｉｎが小さくなる例を示している。なお、上記（１）のパターンにおいて消費電力を低減できるのは上述の通りであり、以下では、（２）〜（４）のパターンの場合について詳細に説明する。

＜（２）高負荷処理運転＋予冷本運転＞
図７及び図８は、高負荷処理運転＋予冷本運転による予冷運転時の運転結果を示す図である。図７及び図８のそれぞれにおいて、（ａ）は本制御における空調対象空間ａの天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎの温度変化を示している。（ｂ）は従来制御における空調対象空間の天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎの温度変化を示している。（ｃ）は、本制御と従来制御の消費電力量を比較した図である。

（天井温度Ｔｈと吸込温度Ｔｉｎの両方が高い場合）
図７は、天井温度Ｔｈと吸込温度Ｔｉｎの両方が高い場合（例えば、晴天時の夕方、夏期の晴天時昼間に在室開始など）の運転結果を示している。
日射などの負荷によって室内の熱負荷が増大する場合には、吸込温度Ｔｉｎよりも天井温度Ｔｈが高温になり、空調対象空間ａに高負荷領域が有る。しかし、従来制御では空調対象空間の温度分布を把握しておらず、高温となっている天井温度Ｔｈは検知していない。このため、空調対象空間には吸込温度の温度変動から推算した住宅の熱負荷よりも多くの負荷が実際には存在する。

よって、吸込温度Ｔｉｎに基づく従来制御では、図７（ｂ）に示すように在室開始までに大半の負荷を処理仕切れておらず、吸込温度Ｔｉｎが設定温度Ｔｍに比べて高い状態となっている。したがって、在室開始から圧縮機を高周波数で起動し、空調対象空間を急冷する。このため、図７（ｃ）の点線で示すように、消費電力が増大して効率低下が発生していた。また、従来制御では、図７（ｂ）に示すように、在室開始時に床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎ及び天井温度Ｔｈの互いの温度差が大きく、空調対象空間内に温度ムラがある。

これに対し、図７（ａ）に示す本制御では、予冷運転を行う前段階で負荷の多い箇所を特定し、その負荷を高負荷処理運転により処理しているため、天井温度Ｔｈが急速に低下し、その後の予冷本運転で空調対象空間ａ内全体の温度が低下し、在室開始時点で吸込温度Ｔｉｎが設定温度Ｔｍに高精度で達成している。また、従来制御に比べて温度ムラが軽減され、快適性が向上している。また、高負荷処理運転＋予冷本運転では、圧縮機１１を予冷用周波数で運転するため、予冷運転中の消費電力が低減されている。

また、設定温度Ｔｍ到達後、従来制御では天井近辺の熱負荷が処理仕切れず、天井からの放射による熱負荷を処理するために圧縮機１１の高容量運転が続く状況が発生している。しかし、本制御では、高負荷が発生した箇所を事前に負荷処理することによって室内の温度が均一化され、放射による熱負荷発生が少なくなり、図７（ｃ）のように設定温度Ｔｍ到達後も省エネが可能となっており、予冷運転から通常運転に渡ってトータルで消費電力を低減できている。

（天井温度Ｔｈが高く、吸込温度Ｔｉｎ及び床面温度Ｔｌが設定温度Ｔｍ近傍の場合）
図８は、天井温度Ｔｈが高く、吸込温度Ｔｉｎ及び床面温度Ｔｌが目標温度近傍の場合（例えば、夏期の夕方に在室開始する場合等）の運転結果を示している。なお、図８は、図７に比べて吸込温度Ｔｉｎが低い場合の例である。
従来制御では、図８（ｂ）に示すように、吸込温度Ｔｉｎが図７（ｂ）に比べて低いため、図７（ｂ）に比べて在室開始時の吸込温度Ｔｉｎを設定温度Ｔｍ近くまで下げることができている。しかし、天井温度Ｔｈは高いままであり、天井付近の熱負荷を処理仕切れていない。このため、躯体からの放射により、図８（ｂ）に示すように通常運転開始後の吸込温度Ｔｉｎの変動が大きい。よって、図８（ｃ）に示すように通常運転中に圧縮機発停が頻発し、また、圧縮機起動時の吸込温度Ｔｉｎと設定温度Ｔｍとの差温が大きくなることによる起動時の入力増加が発生している。

これに対し、本制御では、予冷運転の初期に高負荷処理運転を行って天井付近の熱負荷を処理しているため、図８（ａ）に示すように天井温度Ｔｈが急速に低下している。そして、その後の予冷本運転で空調対象空間ａ内全体の温度が低下しており、通常運転開始後の圧縮機停止時の室温変動が少ない。このため、図８（ｃ）に示すように通常運転開始後の圧縮機の発停回数が、従来制御では５回なのに対し、本制御では３回と低減している。また、圧縮機起動時の設定温度Ｔｍとの差温が小さくなることから、入力低減が可能となっている。

＜（３）負荷軽減運転＋予冷本運転＞
図９は、負荷軽減運転＋予冷本運転による予冷運転時の運転結果を示す図である。図９において、（ａ）は本制御における空調対象空間の天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎの温度変化を示している。（ｂ）は従来制御における空調対象空間の天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎの温度変化を示している。（ｃ）は、本制御と従来制御の消費電力量を比較した図である。

（吸込温度Ｔｉｎが低く床面温度Ｔｌが設定温度Ｔｍ近傍である場合（夜間など））
従来制御では、図９（ｂ）に示すように吸込温度Ｔｉｎが低いため低負荷と判断し、吸込温度Ｔｉｎが高い時と比較して予冷運転時間を短くしており、在室開始時に吸込温度Ｔｉｎが設定温度Ｔｍまで低下している。しかし、予冷運転時に冷房運転するため、吸込温度Ｔｉｎと共に床面温度Ｔｌも低下し、天井面との温度差が広がり、温度ムラが生じている。

また、上記図８（ｂ）の場合と同様、天井温度Ｔｈは高いままであり、天井付近の熱負荷が処理仕切れていない。このため、躯体からの放射により、図９（ｂ）に示すように通常運転開始後の吸込温度Ｔｉｎの変動が大きい。よって、図９（ｃ）に示すように通常運転中に圧縮機発停が頻発し、圧縮機起動時の吸込温度Ｔｉｎと設定温度Ｔｍとの差温が大きくなることによる起動時の入力増加が発生している。

これに対し、本制御では、予冷運転の初期に負荷軽減運転を行って空調対象空間ａ内全体の空気を掻き混ぜて均一化しているため、温度ムラが解消されている。また、床面の低温域の空気により天井付近の負荷が処理され、図９（ａ）に示すように天井温度Ｔｈが急速に低下して設定温度Ｔｍに近づいている。その後、予冷本運転によって全体の空気温度が低下している。よって、在室開始後の吸込温度Ｔｉｎの昇温が天井温度Ｔｈに影響されず、図９（ｃ）に示すように、従来制御に比べて圧縮機停止時の室温変動が低減し、発停回数の低減、起動時設定温度Ｔｍとの差温が小さくなることからの入力低減が可能となっている。

＜（４）負荷軽減運転＞
図１０は、負荷軽減運転による予冷運転時の運転結果の説明図である。図１０において、（ａ）は本制御における空調対象空間の天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎの温度変化を示している。（ｂ）は従来制御における空調対象空間の天井温度Ｔｈ、床面温度Ｔｌ、吸込温度Ｔｉｎの温度変化を示している。（ｃ）は、本制御と従来制御の消費電力量を比較した図である。

（天井温度Ｔｈが低く、また、床面温度Ｔｌが設定温度Ｔｍより低く且つその差が大きい場合）
従来制御は、図９と略同様である。これに対し、本制御は、図１０（ａ）に示すように、負荷軽減運転により空調対象空間ａ内全体の空気が掻き混ぜられ、床面の低温域の空気により天井温度Ｔｈが下がる。また、空調対象空間ａ内全体の空気が掻き混ぜられて均一化しており、温度ムラが解消されている。また、天井付近の負荷を処理しているため、在室開始後の吸込温度昇温が天井温度Ｔｈに影響されず、図９（ｃ）に示すように、従来制御に比べて圧縮機停止時の室温変動が低減し、発停回数の低減、起動時設定温度Ｔｍとの差温が小さくなることからの入力低減が可能となっている。また、負荷軽減運転では圧縮機１１を起動しないため、その点によっても入力低減が可能となっている。

以上説明したように本実施の形態によれば、室内負荷分布と在室時間幅とに基づいて室内負荷を適切に処理することで、予冷暖運転と在室時の通常運転との両運転を通じて消費電力量を低減でき、また、在室開始時の空調対象空間の快適性を向上することができる。また、以下の効果を得ることができる。

（ａ）在室予定時間が短い場合
・空調対象空間のうち、在室者の快適性に関わる部分の温度（床面温度Ｔｌ）を目標とすることで、処理する熱負荷量を最小にでき、消費電力の低減が可能となる。

（ｂ）在室予定時間が長い場合
・予冷運転時間、冷房運転を躯体の負荷状況に応じて変化させるため、在室開始時に設定温度近傍に高精度で達成でき、快適性が向上する。
・床面近くの低温になりやすい場所の空気を使って天井付近の負荷処理ができるため、圧縮機入力が低減し、省エネが可能である。
・空調装置１の処理する負荷量が平準化するため、圧縮機１１が低容量運転を行い、効率が上昇するために省エネが可能である。
・空調装置１の処理する負荷量が平準化するため、入力の瞬時値が低くなり、ピークカットが可能となる。そのため、電力供給側より使用量抑制指示（デマンド）が発生した場合でも快適性を保ちながら空調を運転することが可能となる。

以上では、予冷運転について述べたが、予暖運転も予冷運転と同様の考え方で制御することで、同様の効果を得ることができる。図１１は、空気調和システムにおける予暖動作を示すフローチャートである。ＳＴ４の判断において図６では「Ｔｌ」であった部分が図１１では「Ｔｈ」となっている点が異なる。また、図１２は、予暖運転の各パターンの説明図であり、予冷運転では運転モードが冷房運転であった部分が暖房運転になり、また、高負荷処理運転での風向制御が、予冷運転では上部循環動作であったのに対し予暖運転では室内循環動作となっている。このように、予暖運転では、高負荷時（日射少なく低温時）の高負荷処理運転では暖房運転で室内循環動作を行うことで、同様の効果が得られる。また、負荷軽減運転では送風運転で室内循環動作を行うことにより、天井付近に溜まった熱を有効に利用し、高効率に予暖運転をして省エネが可能となる。

なお、本発明の空気調和システムは上記の構成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で例えば以下のように種々変形実施可能である。

（変形例１）
上記では、居住負荷処理運転判定時間ＴＩＭＥｉｎ＿ｓを固定値（例えば３０分）としたが、製品出荷時に初期設定値をおいておき、その後、運転履歴（吸込温度Ｔｉｎが設定温度Ｔｍに下がるまでの時間の履歴等）に応じて補正するようにしてもよい。

（変形例２）
ＴＩＭＥ＿ｗ１〜ＴＩＭＥ＿ｗ４の算出方法は、上記の方法に限られず、更に躯体の影響も加味して決定するようにしてもよい。

（変形例３）
また、本制御手法では、室内の在室時間幅ＴＩＭＥｉｎの情報の高精度な入手が重要となるため、空調対象空間ａ内に設置した機器からの情報だけでなく、家庭全体の生活パターンから在室情報を設定してもよい。例えば、家全体の機器の状態を監視するＨＥＭＳ（ホームエネルギーマネージメントシステム）を別途導入し、そのシステムにて在室情報を処理させる。そして、その在室情報を空調装置１に伝送し、本例の予冷暖運転に用いるようにしてもよい。

１ 空調装置、１ａ〜１ｈ 各温度センサ、２ 空調負荷分布検知装置、２ａ 天井温度センサ、２ｂ 床面温度センサ、３ 在室情報取得装置、１０ 室外機、１１ 圧縮機、１２ 四方弁、１３ 室外熱交換器、１４ 絞り装置、１５ 送風装置、１６ 室外機制御基板、２０ 室内機、２１ 室内熱交換器、２２ 送風装置、２３ 室内機制御基板、２４ 風向制御機構、３０ コントローラ、３１ 入力部、３２ 在室時間幅設定部、４０ 外部情報取得装置、４１ 受信部、１００ 配管、１０１ 伝送線、１０００ 冷媒回路、ａ 空調対象空間。

Claims (20)

1. 冷房、暖房及び送風の何れかの運転モードで動作し、空調対象空間を空調する風向制御可能な空調装置の空調制御方法であって、
   前記空調対象空間が設定時刻に設定温度になるように前記設定時刻前に前記空調装置を運転させる予冷運転又は予暖運転を行うにあたり、前記空調対象空間の使用者の在室時間幅と前記空調対象空間の負荷分布とに基づいて前記予冷運転又は前記予暖運転の運転開始時刻と、前記空調装置の運転モードと、風向及び風量と、を制御することを特徴とする空調制御方法。
2. 前記在室時間幅が予め設定した運転判定時間よりも長い場合には、前記負荷分布に基づいて前記空調対象空間内の高負荷領域の有無を判定し、高負荷領域有りと判定した場合は、前記予冷運転時又は前記予暖運転時の開始初期に、前記高負荷領域の負荷を集中して処理する高負荷処理運転を行い、その後、前記空調対象空間全体の負荷を処理する本運転を行い、前記高負荷処理運転及び前記本運転を通して前記空調装置の圧縮機を前記設定時刻以降に行う通常運転時よりも低い予冷暖用周波数で運転することを特徴とする請求項１記載の空調制御方法。
3. 予冷運転時には、前記負荷分布により得られた天井温度と前記設定温度との差が所定温度差以上の場合に高負荷領域有りと判定し、前記高負荷処理運転として、前記運転モードを冷房とすると共に、前記空調対象空間の上部の空気が上部空間内で循環するように風向制御を行い、
   予暖運転時には、前記負荷分布により得られた床面温度と前記設定温度との差が所定温度差以上の場合に高負荷領域有りと判定し、前記高負荷処理運転として、前記運転モードを暖房にすると共に、前記空調対象空間の下部の空気が下部空間内で循環するように風向制御を行うことを特徴とする請求項２記載の空調制御方法。
4. 前記在室時間幅が予め設定した運転判定時間よりも長い場合には、前記負荷分布に基づいて高負荷領域の有無を判定し、高負荷領域無しと判定した場合は、前記予冷運転時又は前記予暖運転時に、前記運転モードを送風にすると共に、前記空調対象空間全体の空気が循環するように風向制御する負荷軽減運転を少なくとも行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空調制御方法。
5. 高負荷領域無しと判定した場合の予冷運転時において、前記負荷分布により得られた床面温度が前記設定温度未満で且つ互いの温度差が所定値よりも大きい場合には、前記負荷軽減運転を行い、それ以外の場合には、前記予冷運転の開始初期に前記負荷軽減運転を行い、その後、前記運転モードを冷房にし、前記設定時刻以降に行う通常運転時よりも低い予冷暖用周波数で前記空調装置の圧縮機を運転する予冷本運転を行い、
   高負荷領域無しと判定した場合の予暖運転時において、前記負荷分布により得られた天井温度が前記設定温度未満で且つ互いの温度差が所定値よりも大きい場合には、前記負荷軽減運転を行い、それ以外の場合には、前記予暖運転の開始初期に前記負荷軽減運転を行い、その後、前記運転モードを暖房にし、前記予冷暖用周波数で前記空調装置の圧縮機を運転する予暖本運転を行うことを特徴とする請求項４記載の空調制御方法。
6. 前記予冷運転又は前記予暖運転の前記運転開始時刻を、
   予冷運転の場合、前記天井温度と前記設定温度との温度差に基づいて決定し、
   予暖運転の場合、前記床面温度と前記設定温度との温度差に基づいて決定することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の空調制御方法。
7. 前記在室時間幅が予め設定した運転判定時間以下の場合、前記予冷運転時又は予暖運転時に、前記負荷分布により得られた前記使用者付近の温度が前記設定温度となるように、前記運転モードを冷房又は暖房にし、前記空調装置の圧縮機を使用上の最大周波数で運転することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の空調制御方法。
8. 前記予冷運転時又は予暖運転時の風量を最大とすることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の空調制御方法。
9. 前記空調対象空間に存在する一又は複数の機器の使用情報を収集し、収集した情報に基づいて前記在室時間幅を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の空調制御方法。
10. 前記一又は複数の機器は、空調装置自身、照明、人感センサ及び室内ドアの開閉装置のうちの一以上であることを特徴とする請求項９記載の空調制御方法。
11. 冷房、暖房及び送風の何れかの運転モードで動作して空調対象空間を空調する風向制御可能な空調本体と、
    前記空調対象空間の負荷分布を検知する負荷分布検知装置と、
    前記空調対象空間が設定時刻に設定温度になるように前記設定時刻前に前記空調本体を運転させる予冷運転又は予暖運転を行う制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記空調対象空間の使用者の在室時間幅が設定される在室時間幅設定部を有し、前記在室時間幅設定部に設定された在室時間幅と、前記負荷分布検知装置により検知した負荷分布とに基づいて前記空調本体の運転開始時刻と、前記運転モードと、前記空調本体の風向及び風量と、を決定し、前記運転開始時刻に前記空調本体を前記決定した運転モード、風向及び風量で運転させることを特徴とする空調装置。
12. 前記制御装置は、前記在室時間幅が予め設定した運転判定時間よりも長い場合には、前記負荷分布に基づいて高負荷領域の有無を判定し、高負荷領域有りと判定した場合は、前記予冷運転時又は前記予暖運転時の開始初期に、前記高負荷領域の負荷を集中して処理する高負荷処理運転を行い、その後、前記空調対象空間全体の負荷を処理する予冷暖本運転を行うようにし、前記高負荷処理運転及び前記予冷暖本運転を通して前記空調本体の圧縮機を、前記設定時刻以降に行う通常運転時よりも低い予冷暖用周波数で運転することを特徴とする請求項１１記載の空調装置。
13. 前記制御装置は、
    予冷運転時には、前記負荷分布により得られた天井温度と前記設定温度との差が所定温度差以上の場合に高負荷領域有りと判定し、前記高負荷処理運転として、前記運転モードを冷房とすると共に、前記空調対象空間の上部の空気が上部空間内で循環するように風向制御を行い、
    予暖運転時には、前記負荷分布により得られた床面温度と前記設定温度との差が所定温度差以上の場合、高負荷領域有りと判定し、前記高負荷処理運転として、前記運転モードを暖房すると共に、前記空調本体の風向を前記空調対象空間の下部の空気を下部空間内で循環させる運転を行うことを特徴とする請求項１２記載の空調装置。
14. 前記制御装置は、前記在室時間幅が予め設定した運転判定時間よりも長い場合には、前記負荷分布に基づいて高負荷領域の有無を判定し、高負荷領域無しと判定した場合は、前記予冷運転時又は前記予暖運転時に、前記運転モードを送風にすると共に、前記空調対象空間全体の空気が循環するように風向制御する負荷軽減運転を少なくとも行うことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか一項に記載の空調装置。
15. 前記制御装置は、
    高負荷領域無しと判定した場合の予冷運転時において、前記負荷分布により得られた床面温度が前記設定温度未満で且つ互いの温度差が所定値よりも大きい場合には、前記負荷軽減運転を行い、それ以外の場合には、前記予冷運転の開始初期に前記負荷軽減運転を行い、その後、前記運転モードを冷房にし、前記設定時刻以降に行う通常運転時よりも低い予冷暖用周波数で前記空調本体の圧縮機を運転する予冷本運転を行い、
    高負荷領域無しと判定した場合の予暖運転時において、前記負荷分布により得られた天井温度が前記設定温度未満で且つ互いの温度差が所定値よりも大きい場合には、前記負荷軽減運転を行い、それ以外の場合には、前記予暖運転の開始初期に前記負荷軽減運転を行い、その後、前記運転モードを暖房にし、前記予冷暖用周波数で前記空調本体の圧縮機を運転する予暖本運転を行うことを特徴とする請求項１４記載の空調装置。
16. 前記予冷運転又は前記予暖運転の前記運転開始時刻を、
    予冷運転の場合、前記天井温度と前記設定温度との温度差に基づいて決定し、
    予暖運転の場合、前記床面温度と前記設定温度との温度差に基づいて決定することを特徴とする請求項１１乃至請求項１５の何れか一項に記載の空調装置。
17. 前記制御装置は、前記在室時間幅が予め設定した運転判定時間以下の場合、前記予冷運転時又は予暖運転時に、前記負荷分布により得られた前記使用者付近の温度が前記設定温度となるように、前記運転モードを冷房又は暖房にし、前記空調本体の圧縮機を使用上の最大周波数で運転することを特徴とする請求項１１乃至請求項１６の何れか一項に記載の空調装置。
18. 前記制御装置は、前記予冷運転時又は予暖運転時の風量を最大とすることを特徴とする請求項１１乃至請求項１７の何れか一項に記載の空調装置。
19. 前記制御装置は、前記空調対象空間に存在する一又は複数の機器の使用情報を収集し、収集した情報に基づいて前記在室時間幅を取得して前記在室時間幅設定部に設定することを特徴とする請求項１１乃至請求項１８の何れか一項に記載の空調装置。
20. 前記一又は複数の機器は、空調装置自身、照明、人感センサ及び室内ドアの開閉装置のうちの一以上であることを特徴とする請求項１９記載の空調装置。

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