JP2023059386A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室外ファンの動作音を原因とする使用感の低下を防ぐことができる空気調和機を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に配置された減圧器とを有する冷媒回路と、前記室外熱交換器へ空気を送風する室外ファンと、前記室内熱交換器へ空気を送風する室内ファンと、前記室内ファンの回転数に応じて前記室外ファンの回転数の上限値を設定する制御装置と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関する。

ヒートポンプ式の空気調和機においては、例えば冷房運転時は、圧縮機、室外熱交換器、減圧器、及び室内熱交換器の順で冷媒が循環する。この際、圧縮機から室外熱交換器へ流入した冷媒は、室外ファンにより送られた室外空気と熱交換して凝縮し、減圧器を介して室内熱交換器へ流出する。室内熱交換器へ流入した冷媒は、室内ファンにより送られた室内空気と熱交換して蒸発し、圧縮機に吸入される。

例えば冷房運転時、室内ファンは、室内熱交換器における冷媒の吸熱量を調整するとともに、室内熱交換器を流れる冷媒との熱交換により冷却された空気を室内に向けて送出し、室外ファンは、外気温度に応じた回転数の制御によって室外熱交換器における冷媒の放熱量を調整する。例えば特許文献１には、室外空気温度と、室外熱交換器の冷媒温度または室外熱交換器からの吹き出し空気温度とに基づいて、室外ファンの回転数を制御するようにした空気調和機が開示されている。

特開平６－２２１６４９号公報 特開２００２－３４０３６７号公報

室外ファンの動作中は、風切り音などの動作音を伴うのが通常である。建物の外壁を挟んで熱源側ユニットが屋外にあり、利用側ユニットが屋内にある空気調和機においては、室外ファンの動作音が屋内に居る使用者に意識されることはほとんどない。

しかし、例えば深夜での運転時など、室外環境が日中と比較して静寂な場合は、室外ファンの動作音が屋内に居る使用者に意識されることがある。また、少なくとも熱源側送風機を含む熱源側ユニットの機能を担う構成の一部の作動音が屋内に居る使用者に届きやすい空気調和機（例えば特許文献２参照）においては、利用側送風機の運転音より熱源側送風機の運転音の方が大きく聞こえる場合がある。したがって、このような空気調和機においては、室外ファンの動作音が屋内に居る使用者に意識されやすい傾向にある。

したがって、例えば特許文献１に記載のように室外空気温度や室外熱交換器の冷媒温度等に応じて定まる回転数で回転する室外ファンを備えた空気調和機においては、例えば高負荷運転時において室外ファンの動作音が騒音として屋内に居る使用者に認識されやすくなり、これが原因で屋内に居る使用者に耳障り感などを抱かせてしまうことになる結果、快適性や使用感が損なわれるおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、室外ファンの動作音を原因とする使用感の低下を防ぐことができる空気調和機を提供することにある。

本発明の一形態に係る空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に配置された減圧器とを有する冷媒回路と、
前記室外熱交換器へ空気を送風する室外ファンと、
前記室内熱交換器へ空気を送風する室内ファンと、
前記室内ファンの回転数に応じて前記室外ファンの回転数の上限値を設定する制御装置と、を備える。

室内空間と室外空間を仕切る建造物壁の開口に嵌め込まれた外側筐体をさらに具備してもよく、前記室外熱交換器および前記室外ファンは、前記外側筐体の内部に配置されてもよい。

前記制御装置は、前記室内ファンの回転数が低下したときは、前記室外ファンの回転数を前記室内ファンの回転数の低下率に合わせて低下させてもよい。

前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が第１の回転数から前記第１の回転数より低い第２の回転数に変化したとき、前記室外ファンの回転数の上限値を第１の上限値から前記第１の上限値よりも低い第２の上限値に変更してもよい。

前記空気調和機は、前記室内ファンの設定風量に応じた複数の運転モードを備えてもよく、前記制御装置は、前記複数の運転モードに応じて前記室外ファンの回転数の上限値を設定し、設定された前記室外ファンの回転数の上限値は、少なくとも、風量が１段階上の運転モードにおける前記室外ファンの回転数の上限値以下であってもよい。

本発明によれば、室外ファンの動作音を原因とする使用感の低下を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。 上記空気調和機における制御装置の構成を示すブロック図である。 室内空間と室外空間を仕切る建造物壁を挟んで熱源側ユニットである室外機が屋外にあり、利用側ユニットである室内機が屋内にある空気調和機を示す模式図である。 室内空間と室外空間を仕切る建造物壁を貫通する開口に嵌め込まれた外装筐体の内部に熱源側ユニットである室外機が配置された空気調和機を示す模式図である。 冷房／ドライ運転と暖房運転についての各種運転モードにおける室外ファンの回転数の上限値の一例を示す図である。 圧縮機の運転状態の切り替えを説明するための概念図である。 上記制御装置において実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。 上記空気調和機の一作用を説明するタイミングチャートである。 上記空気調和機における室内ファン、室外ファンおよび圧縮機の各種運転モードでの回転数の一例を示す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。本実施形態の空気調和機１は、室外機２と、室外機２に液管４およびガス管５で接続された室内機３を備えている。詳細には、室外機２の閉鎖弁２５と室内機３の液管接続部３３が液管４で接続されている。また、室外機２の閉鎖弁２６と室内機３のガス管接続部３４がガス管５で接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が形成される。

［室外機の構成］
室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、減圧器としての膨張弁２４と、液管４の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管５の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７と、アキュムレータ２８とを備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が後述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを形成している。

圧縮機２１は、回転数が可変の図示しないモータを有し、図示しないインバータによりモータの回転数が可変制御されることで、運転容量を変えることができる容量可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出口は、四方弁２２のポートａと吐出管６１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入口は、アキュムレータ２８の冷媒流出口と吸入管６６で接続されている。

四方弁２２は、冷媒回路１０における冷媒の流れる方向を切り替えるための流路切替器である。具体的には、四方弁２２は、冷媒回路１０を、圧縮機２１から吐出された冷媒を室外熱交換器２３、膨張弁２４、室内熱交換器３１およびアキュムレータ２８の順で循環させる冷房用冷媒回路と、圧縮機２１から吐出された冷媒を室内熱交換器３１、膨張弁２４、室外熱交換器２３およびアキュムレータ２８の順で循環させる暖房用冷媒回路のいずれか一方に切り替える。

四方弁２２は、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出口と吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入口と冷媒配管６９で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管６４で接続されている。

室外熱交換器２３は、室外ファン２７の回転により、冷媒と、室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂと冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は閉鎖弁２５と室外機液管６３で接続されている。室外熱交換器２３は、後述する四方弁２２の切り替えによって、冷房運転時は凝縮器として機能し、暖房運転時は蒸発器として機能する。

膨張弁２４は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、室外機液管６３に設けられる。具体的には、膨張弁２４はパルスモータに加えられるパルス数により、その開度が全閉と全開の間の開度に調整される。膨張弁２４の開度は、暖房運転時には室内機３で要求される暖房能力に応じて調整され、冷房運転時には室内機３で要求される冷房能力に応じて調整される。

室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで、室外機２の図示しない吸込口から室外機２の内部へ室外空気（外気）を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を、室外機２の図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

アキュムレータ２８は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを吸入管６６を介して圧縮機２１に吸入させる。アキュムレータ２８の冷媒流入口と四方弁２２のポートｃとが冷媒配管６９で接続され、アキュムレータ２８の冷媒流出口と圧縮機２１の冷媒吸入口とが吸入管６６で接続されている。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられる。本実施形態では、図１に示すように、吐出管６１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ７１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。冷媒配管６９には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力センサ７２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度である吸入温度を検出する吸入温度センサ７４が設けられている。

室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３の温度である室外熱交温度を検出する室外熱交温度センサ７５が備えられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の図示しない筐体の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。

［室内機の構成］
次に、図１を用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３３と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３４を備えている。そして、室内ファン３２を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを形成している。

室内熱交換器３１は、室内ファン３２の回転により、冷媒と、室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器３１の一方の冷媒出入口は、液管接続部３３と室内機液管６７で接続されている。室内熱交換器３１の他方の冷媒出入口は、ガス管接続部３４と室内機ガス管６８で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部３３やガス管接続部３４では、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内ファン３２は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３２は、図示しないファンモータによって回転することで、室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を室内機３の図示しない吹出口から室内へ吹き出す。

以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられる。本実施形態では、図１に示すように、室内機液管６７には、室内熱交換器３１の温度である室内熱交温度を検出する室内熱交温度センサ７７が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室温を検出する室温センサ７９が備えられている。

［制御装置］
空気調和機１は、制御装置９０を備える。制御装置９０は、例えば、室外機２に備えられた室外機制御装置であり、室外機２の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されている。

図２は、制御装置９０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置９０は、ＣＰＵ９１、記憶部９２、通信部９３、センサ入力部９４および回転数検出部９５を有する。

記憶部９２は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、室外機２の制御プログラムや制御パラメータ、各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７等の制御状態、通信部９３を介して取得した室内ファン３２の回転数、使用者によって設定入力された運転モード等を含む室内機３の制御状態等を記憶している。

通信部９３は、室内機３との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部９４は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ９１に出力する。回転数検出部９５は、圧縮機２１のモータの回転数を検出してＣＰＵ９１に出力する。回転数検出部９５は、モータの駆動軸に取り付けられたエンコーダ等でモータの回転数を直接検出するように構成されてもよいし、モータに供給される駆動電流からモータの回転数を検出するように構成されてもよい。以下の説明において、圧縮機２１の回転数とは、モータの回転数をいう。

ＣＰＵ９１は、記憶部９２に格納されたプログラムを実行することで、圧縮機２１を含む室外機２の各部の運転を制御する制御部である。プログラムは、例えば種々の記録媒体を介して制御装置９０にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムのインストールが実行されてもよい。

ＣＰＵ９１は、上述した室外機２の各センサでの検出結果を、センサ入力部９４を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ９１は、室内機３から送信される制御信号を、通信部９３を介して取り込む。ＣＰＵ９１は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７、室内ファン３２の駆動制御、例えば、これらを駆動させる回転数である指示回転数の設定を行う。また、ＣＰＵ９１は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り替え制御を行う。さらには、ＣＰＵ９１は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、膨張弁２４の開度調整を行う。

［冷媒回路の動作］
次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１を用いて説明する。

（１．冷房／ドライ運転）
室内機３が冷房運転あるいはドライ運転を行う場合、ＣＰＵ９１は、図１に示すように四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２をポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り替える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器３１が蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。

圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管６２を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。

室外熱交換器２３から流出した冷媒は、室外機液管６３を流れ、膨張弁２４を通過する際に減圧される。冷房運転時の膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるように調整される。膨張弁２４を通過した冷媒は、閉鎖弁２５を介して液管４に流出する。液管４を流れ、液管接続部３３を介して室内機３に流入した冷媒は、室内機液管６７を流れて室内熱交換器３１に流入する。

室内熱交換器３１に流入した冷媒は、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器３１が蒸発器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行って冷却された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機ガス管６８を流れ、ガス管接続部３４を介してガス管５に流出する。ガス管５を流れる冷媒は、閉鎖弁２６を介して室外機２に流入し、室外機ガス管６４、四方弁２２、冷媒配管６９、アキュムレータ２８、吸入管６６の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

（２．暖房運転）
室内機３が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ９１は、図１に示すように四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２をポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り替える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管６４を流れて、閉鎖弁２６を介してガス管５に流入する。ガス管５を流れる冷媒は、ガス管接続部３４を介して室内機３に流入する。

室内機３に流入した冷媒は、室内機ガス管６８を流れて室内熱交換器３１に流入し、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。

室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機液管６７を流れ、液管接続部３３を介して液管４に流入する。液管４を流れ、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管６３を流れて膨張弁２４を通過する際に減圧される。暖房運転時の膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるように調整される。膨張弁２４を通過した冷媒は、室外機液管６３を流れて室外熱交換器２３に流入する。

室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から冷媒配管６２に流出した冷媒は、四方弁２２、冷媒配管６９、アキュムレータ２８、吸入管６６を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

空気調和機１が暖房運転を行っているときに外気温度が低いと、蒸発器として機能する室外熱交換器２３に霜が発生する。室外熱交換器２３に発生する霜の量が多いと、室外熱交換器による冷媒と外気の熱交換が妨げられ、室外熱交換器２３における熱交換能力が低下する。そこで、本実施形態の空気調和機１は、後述する除霜開始条件を満たしたとき、以下の除霜運転を実行する。

（３．除霜運転）
室外機２が除霜運転を行う場合、ＣＰＵ９１は、図１に示すように四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り替える。これにより、冷媒回路１０は、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器３１が蒸発器として機能する。このとき、膨張弁２４は全開とされ、室外ファン２７および室内ファン３２の運転が停止される。

リバース除霜運転は、一定時間（例えば１０分）経過後、あるいは、室外熱交換器２３の温度が所定温度（例えば１０℃以上）になった時点で終了し、上述した暖房運転が再開される。

［室外ファンの運転制御］
室外ファン２７及び室内ファン３２は、上述した冷房／ドライ運転および暖房運転において、要求される冷房／ドライ運転および暖房運転を実現できる回転数にそれぞれ設定される。例えば冷房運転時、室内ファン３２は、室内熱交換器３１における冷媒の吸熱量を調整するとともに、室内熱交換器３１を流れる冷媒との熱交換により冷却された空気を室内に向けて送出する。一方、室外ファン２７は、外気温度に応じた回転数の制御によって室外熱交換器２３における冷媒の放熱量を調整する。

室外ファン２７の動作中は、風切り音などの動作音を伴うのが通常である。例えば図３に示すように、室内空間と室外空間を仕切る建造物壁Ｗを挟んで熱源側ユニットである室外機２が屋外にあり、利用側ユニットである室内機３が屋内にある空気調和機においては、室外ファン２７の動作音が屋内に居る使用者に意識されることはほとんどない。しかし、例えば深夜での運転時など、室外環境が日中と比較して静寂な場合は、室外ファン２７の動作音が屋内に居る使用者に意識されることがある。

また、例えば図４に示すように、室内空間と室外空間を仕切る建造物壁Ｗを貫通する開口Ｈに嵌め込まれた外側筐体Ｃの内部に熱源側ユニットである室外機２が配置された空気調和機においては、室外ファン２７の運転音より室内ファン３２の運転音の方が大きく聞こえる場合がある。したがって、このような空気調和機においては、室外ファン２７の動作音が屋内に居る使用者に意識されやすい傾向にある。

したがって、空気調和機の運転環境や空気調和機の構造によっては、高負荷運転時などにおいて室外ファン２７の動作音が屋内に居る使用者にとっては騒音として認識されやすく、これが原因で屋内に居る使用者に耳障り感などを抱かせてしまうことで、屋内に居る使用者の快適性や使用感を損なわせるおそれがある。このような課題を解決するため、本実施形態の制御装置９０は、各種運転モードにおいて以下のような処理を実行するように構成される。

本実施形態において制御装置９０は、室内ファン３２の回転数に応じて室外ファン２７の回転数の上限値を設定する。すなわち、従来の空気調和機では室外ファンの回転数の上限値が室内ファン３２の回転数とは無関係に独立して制御されていたが、本実施形態では、室外ファン２７の回転数の上限値を室内ファン３２の回転数に応じて制限する。これにより、室外ファン２７の動作音を屋内に居る使用者に意識されにくくし、屋内に居る使用者の快適性や使用感が損なわれることを防止する。

また、室外ファン２７の回転数の上限値は、固定値にする場合に限られず、室内ファン３２の回転数の変化に従って変化させてもよい。例えば、室内ファン３２の回転数が１０％低下したときは室外ファン２７の回転数も１０％低下させるというように、室内ファン３２の回転数が低下したときに室外ファン２７の回転数を室内ファン３２の回転数の低下率に合わせて低下させてもよい。これにより、室外熱交換器２３における冷媒と外気との間の良好な熱交換特性を確保しつつ、室外ファン２７の動作音を原因とする屋内に居る使用者の快適性や使用感の低下を防ぐことができる。

さらに、本実施形態の空気調和機１は、冷房／ドライ運転および暖房運転について、強（Ｈｉ）、中（Ｍｅ）、弱（Ｌｏ）、静（Ｑｕ）、自動（Ａｕｔｏ）などの複数の運転モードを備えている。上記各運転モードは、使用者により選択的に設定されてもよい。強（Ｈｉ）、中（Ｍｅ）、弱（Ｌｏ）、静（Ｑｕ）の各運転モードでは、室内ファン３２は、運転モード毎にあらかじめ定められた回転数で一定に回転し、自動（Ａｕｔｏ）の運転モードでは、設定温度と室温との差に応じて室内ファン３２の回転数が制御される。室外ファン２７の回転数の上限値は、各運転モードにおける室外ファン２７の回転数の上限値が事前に聴感にて使用感に問題ないレベルと判断された回転数に設定される。これにより、いずれの運転モードにおいても、室外ファン２７を室内ファン３２よりも小さい動作音で運転させることができる。

一例として、図５に、冷房／ドライ運転と暖房運転についての上記各運転モードにおける室外ファン２７の回転数の上限値を示す。同図に示す運転モードでは、「Ｑｕ」、「Ｌｏ」、「Ｍｅ」および「Ｈｉ」／「Ａｕｔｏ」の順で風量が大きい。このため、各運転モードにおける室外ファン２７の回転数の上限値は、少なくとも風量が１段階上の運転モードにおける室外ファン２７の回転数の上限値以下に設定される。また、圧縮機２１の回転数の上限値は、室内ファンの回転数に応じて設定される。

なお図５において、暖房運転時における圧縮機２１の運転状態は「状態１」および「状態２」が設定されており、例えば、運転開始時の圧縮機２１の目標回転数が７０ｒｐｓ以上のときは「状態１」に設定され、運転開始時の圧縮機２１の目標回転数が７０ｒｐｓ未満のときは「状態２」に設定される。また図６に示すように、「状態１」で運転を開始した圧縮機２１の回転数が例えば６５ｒｐｓ未満に低下したときは、「状態１」から「状態２」へ切り替えられ、「状態２」で運転を開始した圧縮機２１の回転数が７０ｒｐｓ以上に上昇したときは、「状態２」から「状態１」へ切り替えられる。

図５の例では、暖房運転の「状態１」における室外ファン２７の回転数の上限値は、暖房運転の「状態２」における室外ファン２７の回転数の上限値以上の値に設定される。特に、運転モードが「Ｈｉ」および「Ａｕｔｏ」の場合は、室外ファン２７の回転数の上限値が「状態２」よりも高い値に設定される。つまり、運転モードが「Ｈｉ」または「Ａｕｔｏ」の場合には、圧縮機２１の回転数が所定の第１の回転数（本例では７０ｒｐｓ以上）から所定の第２の回転数（本例では６５ｒｐｓ未満）に変化したとき、室外ファン２７の回転数の上限値が第１の上限値（本例では１４５０ｒｐｍ）から第２の上限値（本例では１３６０ｒｐｍ）に変更される。上記第１および第２の回転数、並びに、上記第１および第２の上限値はそれぞれ上記の値に限定されず、空気調和機１の種類や仕様等に応じて任意に設定可能である。

図７は、制御装置９０のＣＰＵ９１において実行される処理手順の一例を示すフローチャート、図８は空気調和機１の一作用を説明するタイミングチャート、図９は室内ファン３２、室外ファン２７および圧縮機２１の各運転モードでの回転数の一例を示す説明図である。以下、暖房運転を例に挙げて、図７～図９をも参照しながら室外ファン２７の回転数制御の詳細について説明する。

暖房運転が開始すると、制御装置９０は、圧縮機２１および室内ファン３２とともに、室外ファン２７を回転させる（図７のステップ１０１）。圧縮機２１は、運転モードに応じて設定された最大回転数で運転を開始する。例えば、運転モードが「Ｈｉ」のときは１１０ｒｐｓ、「Ｍｅ」のときは７４ｒｐｓ、「Ｌｏ」のときは６３ｒｐｓ、「Ｑｕ」のときは５８ｒｐｓである。室内ファン３２の回転数は、図９に示すように、上記各運転モードに対応する回転数が設定される。

続いて、制御装置９０は、圧縮機２１の回転数が７０ｒｐｓ以上か否かを判定する（図７のステップ１０２）。本実施形態では上述のように、運転モードが「Ｈｉ」および「Ｍｅ」のときは圧縮機２１の回転数がいずれも７０ｒｐｓ以上（ステップ１０２において「Ｙｅｓ」）であるため、室外ファン２７の回転数の上限値は、図５の「状態１」における回転数上限値を超えない範囲で、室内ファン２７の風量（回転数）に応じて設定される（ステップ１０３，１０４）。一方、運転モードが「Ｌｏ」および「Ｑｕ」のときは圧縮機２１の回転数がいずれも７０ｒｐｓ未満（ステップ１０２において「Ｎｏ」）であるため、室外ファンの２７の回転数の上限値は、図５の「状態２」における回転数上限値を超えない範囲で、室内ファン２７の風量（回転数）に応じて設定される（ステップ１０５，１０６）。

以下、運転モードが「Ｈｉ」であり、圧縮機２１が「状態１」で回転する場合を例に挙げて説明する。室外ファン２７の回転数の上限値は１４５０ｒｐｍに設定される（図５参照）。

制御装置９０は、室内温度と設定温度との差（ΔＴｍ）が所定温度以下か否かを判定する（図７のステップ１０７、図８の時刻Ｔ１）。室内温度が設定温度付近に到達し、室内温度と設定温度との差（ΔＴｍ）が所定温度以下になると（ステップ１０７において「Ｙｅｓ」）、制御装置９０は、圧縮機２１の回転数を徐々に低下させる制御を実行する（ステップ１０８）。上記所定温度は特に限定されず、例えば、５℃以下である。また、圧縮機２１の回転数を徐々に低下させる制御では、圧縮機２１の回転数を所定量だけ低下させる。所定量は特に限定されず、例えば、１～数ｒｐｓである。

制御装置９０は、上記所定量低下させた後の圧縮機２１の回転数が６５ｒｐｓ未満であるか否かを判定する（図７のステップ１０９）。圧縮機２１の回転数が６５ｒｐｓ以上の場合（ステップ１０９において「Ｎｏ」）はステップ１０２へ戻り、ΔＴｍが所定温度以下の場合はさらに圧縮機２１の回転数を所定量低下させる（ステップ１０７，１０８）。このように圧縮機２１の回転数を徐々に低下させることで、室内温度が設定温度を上回らないようにすることができる。

制御装置９０は、圧縮機２１の回転数が６５ｒｐｓ未満にまで低下したとき（図７のステップ１０９において「Ｙｅｓ」）、圧縮機２１の運転状態を「状態１」から「状態２」へ切り替えるとともに、室外ファン２７の回転数の上限値を１３６０ｒｐｍに低下させる（ステップ１０５，１０６、図８の時刻Ｔ２、図５参照）。

以上のように、室外ファン２７の回転数の上限値を室内ファン３２の回転数に応じて設定することで、室外ファン２７の回転数の上限値が固定である従来の空気調和機と比較して、室内温度が設定温度近傍に達した後における室外ファン２７の動作音が低減する。これにより屋内に居る使用者の快適性あるいは使用感の低下を防ぐことができる。

さらに、本実施形態の空気調和機においては、図９に示すように運転モード毎に室外ファン２７の回転数の上限値を室内ファン３２の回転数に応じて設定するようにしているため、室外ファン２７の動作音が屋内に居る使用者に意識されにくくなり、屋内に居る使用者の快適性や使用感が損なわれることを防止する。特に、運転モードが「Ｍｅ」、「Ｌｏ」および「Ｑｕ」の場合において、室外ファン２７の回転数の上限値が室内ファン２７の回転数に応じて変更できるため、室外ファンの回転数の上限値が固定された従来の空気調和機と比較して、上記各運転モードでの室外ファン２７の動作音を低減することができる（図９参照）。これにより屋内に居る使用者の快適性あるいは使用感の低下を防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、例えば室外環境が比較的静寂な深夜の時間帯での運転時、あるいは、室内空間と室外空間を仕切る建造物壁Ｗを貫通する開口Ｗａに嵌め込まれた外装筐体Ｃの内部に熱源側ユニットである室外機２が配置された空気調和機（図４参照）においても、室外ファン２７の動作音を原因とする屋内に居る使用者の快適性や使用感の低下を防ぐことができる。

＜変形例＞
以上の実施形態では、冷暖房機能を有する空気調和機を例に挙げて説明したが、これに限られず、例えば冷房専用の空気調和機においても同様に適用可能である。

１…空気調和機
２…室外機
３…室内機
１０…冷媒回路
２１…圧縮機
２２…四方弁
２３…室内熱交換器
２４…膨張弁
２７…室外ファン
３１…室内熱交換器
３２…室内ファン
９０…制御装置

Claims (5)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に配置された減圧器とを有する冷媒回路と、
   前記室外熱交換器へ空気を送風する室外ファンと、
   前記室内熱交換器へ空気を送風する室内ファンと、
   前記室内ファンの回転数に応じて前記室外ファンの回転数の上限値を設定する制御装置と
   を備える空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機であって、
   室内空間と室外空間を仕切る建造物壁の開口に嵌め込まれた外側筐体をさらに具備し、
   前記室外熱交換器および前記室外ファンは、前記外側筐体の内部に配置される
   空気調和機。
3. 請求項１または２に記載の空気調和機であって、
   前記制御装置は、前記室内ファンの回転数が低下したときは、前記室外ファンの回転数を前記室内ファンの回転数の低下率に合わせて低下させる
   空気調和機。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載の空気調和機であって、
   前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が第１の回転数から前記第１の回転数より低い第２の回転数に変化したとき、前記室外ファンの回転数の上限値を第１の上限値から前記第１の上限値よりも低い第２の上限値に変更する
   空気調和機。
5. 請求項１～４のいずれか１つに記載の空気調和機であって、
   前記空気調和機は、前記室内ファンの設定風量に応じた複数の運転モードを備え、
   前記制御装置は、前記複数の運転モードに応じて前記室外ファンの回転数の上限値を設定し、
   設定された前記室外ファンの回転数の上限値は、少なくとも風量が１段階上の運転モードにおける前記室外ファンの回転数の上限値以下である
   空気調和機。

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