JP5863988B2 - 空調装置、コントローラ、空調制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、空調装置の制御に関し、特に、暖房運転の際の制御に関する。

従来より、日射の影響を加味して空調装置の運転能力を調整することで、省エネルギー化や快適性の向上を図る技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、室内に入射される日射量及び室内に居る人の活動量に応じて、室内機の送風ファンの回転数を制御して、室内に居る人に到達する風の量を可変とする空気調和機（空調装置）が開示されている。

特許文献１で提案される空調装置は、体感温度に大きく影響を与える人体へ当たる風の量を、日射量及び人の活動量に応じて変化させることで、快適で効率的な空調を行うことを目的とする。

特開２０１１−１４９５６７号公報

しかしながら、特許文献１で提案される空調装置は、冷房運転時又は除湿運転時において、上述したような制御を行うものの、暖房運転時においては、日射量を加味した制御を行うものではない。したがって、空調装置において、日射量の影響を加味した暖房運転時の制御について、新たな提案が望まれているのが実情である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、日射量を加味した暖房運転を実現可能にする空調装置、コントローラ、空調制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空調装置は、
室外機と、室内機と、コントローラと、前記室内機の吸込温度を計測する吸込温度計測手段と、前記室内機による空調対象空間における日射量を計測する日射量計測手段と、を備える空調装置であって、
前記コントローラは、
暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段と、
前記室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段と、
前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段と、
前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段と、を備え、
前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
前記運転容量低下制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転容量低下制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転容量低下制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転容量低下制御処理を終了する。

本発明は、日射の影響を加味した暖房運転制御を実行するため、空調対象空間の空気温度の過剰な昇温を抑制することができ、結果として、快適性及び省エネルギー性の両立化が図れる。

本発明の実施形態に係る空調装置の構成を示す図である。 空調装置の冷媒回路を示す図である。 リモートコントローラの構成を示す図である。 リモートコントローラが備える制御部の機能構成を示すブロック図である。 過昇温抑制処理の手順を示すフローチャートである。 運転容量低下制御処理の手順を示すフローチャートである。 暖房停止制御処理の手順を示すフローチャートである。 従来の暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を示すグラフである（日射の影響度：低）。 本発明による暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を示すグラフである（日射の影響度：低）。 従来の暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を示すグラフである（日射の影響度：中）。 本発明による暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を示すグラフである（日射の影響度：中）。 従来の暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を示すグラフである（日射の影響度：高）。 本発明による暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を示すグラフである（日射の影響度：高）。 日射量の取得について、他の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る空調装置について図面を参照して詳細に説明する。

《機器構成》
図１は、本発明の実施形態に係る空調装置１の機器構成を示す図である。この空調装置１は、室外機１０と、室内機２０と、リモートコントローラ３０と、日射センサ４０と、を備える。室外機１０と室内機２０は、冷媒が循環する配管５０を介して接続されると共に、通信線６０を介して互いに通信可能に接続される。

リモートコントローラ３０は、詳細は後述するが、ユーザからの入力操作を受け付け、受け付けた入力操作に応じた制御データを生成して、室内機２０に無線送信する。室内機２０は、かかる制御データに基づいた運転動作、即ち、運転の開始／停止、冷房，暖房，除湿，送風等の運転モードの切り替え、設定温度の変更や風量等の変更を行う。また、室内機２０は、リモートコントローラ３０からの制御データに基づいて変更した自機の動作状態に係るデータ（状態変更データ）を室外機１０に通信線６０を介して送信する。室外機１０は、室内機２０からの状態変更データに基づいた運転動作、即ち、室内機２０による上記の運転動作が可能となるように自機器の各構成部を制御する。これにより、空調対象空間は、ユーザが設定した空気温度等となるように空気調整される。

また、リモートコントローラ３０は、暖房運転時においては、日射センサ４０の計測結果等に基づいて、空調対象空間の空気温度が過剰に昇温されないように、適切な値に維持するための制御処理（過昇温抑制処理）を実行する。過昇温抑制処理の詳細については後述する。

なお、本例では、空調装置１は、１台の室外機１０に１台の室内機２０が接続される構成となっているが、室内機２０の接続台数に限定はない。室内機２０の接続台数は、室外機１０の能力や、必要とされる空調能力に応じて適宜決定されるのが好ましい。

日射センサ４０は、室内機２０の空調対象空間における所定位置（例えば、窓の近傍）に設置され、空調対象空間における日射量を計測し、計測した結果を格納したデータ（日射量データ）を所定のタイミングで、所定の無線方式によりリモートコントローラ３０に送信する。

《冷媒回路構成》
図２は、本実施形態の空調装置１の冷媒回路を示す図である。室外機１０側の冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機１３と、冷媒を凝縮させる凝縮器又は冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する熱交換器１１と、熱交換器１１に向けて空気を送出するファン１２と、凝縮された冷媒を減圧する減圧器１４と、熱交換器１１に流れる冷媒の流れを反転する四方弁１５と、を備える。また、室内機２０側の冷媒回路は、冷媒を凝縮させる凝縮器又は冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する熱交換器２１、熱交換器２１に向けて空気を送出するファン２２と、を備える。

圧縮機１３は、運転容量を可変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、室外機１０が備える圧縮機１３の台数に限定はなく、室外機１０が２台以上の圧縮機１３を並列あるいは直列に接続した態様で備えていてもよい。

熱交換器１１、２１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。

ファン１２は、熱交換器１１に送出する空気の流量を調整可能なファンであり、例えば、ＤＣファンモータ等によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。

減圧器１４は、配管５０内を流れる冷媒の流量を調整するための流量調整弁であり、例えば、ステッピングモータ（図示せず）によって絞りの開度を調整可能な電子膨張弁である。この他にも、減圧器１４として、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁やキャピラリーチューブ等を採用してもよい。

四方弁１５は、冷媒の循環方向を切り替えるための弁である。四方弁１５は、冷房運転の際には、図２の波線で示すように切り替えられる。これにより、圧縮機１３、四方弁１５、熱交換器１１、減圧器１４及び熱交換器２１の順序で冷媒が循環する。一方、暖房運転の際には、四方弁１５は、実線で示すように切り替えられる。これにより、圧縮機１３、四方弁１５、熱交換器２１、減圧器１４及び熱交換器１１の順序で冷媒が循環する。

冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ等のＨＦＣ冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａ等のＨＣＦＣ冷媒や、炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒等を採用することができる。

《センサ配置》
室外機１０には、圧縮機１３の吐出側及び吸入側に、それぞれ冷媒の温度を検出する温度センサ１７ａ及び１７ｂが設置されている。また、熱交換機１１に流入・流出する冷媒の温度を検出する温度センサ１７ｃ、１７ｄが設置されている。また、熱交換器１１の空気吸込み側に、吸い込まれる空気の温度（吸込温度）を検出する温度センサ１８が設置されている。各センサは、各々検出した結果を、有線又は無線通信によって制御基板１６に送信する。制御基板１６は、各センサの検出結果、室内機２０からの上述した状態変更データやリモートコントローラ３０からの制御データ等に基づいて、室外機１０の各構成部を制御する。

室内機２０には、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２４ａ、２４ｂが設置されている。また、熱交換器２１の空気吸込み側に、吸い込まれる空気の温度（吸込温度）を検出する温度センサ２５が設置されている。各センサは、各々検出した結果を、有線又は無線通信によって制御基板２３に送信する。制御基板２３は、各センサの検出結果、リモートコントローラ３０からの制御データ等に基づいて、室内機２０の各構成部を制御する。

《暖房運転時の一般的動作》
続いて、空調装置１の冷媒回路における暖房運転の際の一般的な動作について説明する。この場合、圧縮機１３から吐出された冷媒は、四方弁１５を通過して熱交換器２１へと流れる。熱交換器２１はこのとき凝縮器として機能し、冷媒は空気と熱交換する際に凝縮液化し、減圧器１４へと流れる。冷媒は、減圧器１４で減圧された後、熱交換機１１へと流れる。熱交換器１１は、蒸発器として機能し、冷媒は空気と熱交換して蒸発した後、四方弁１５を通過して再び圧縮機１３に吸入される。

空調装置１は、温度センサ２５により検出された温度（吸込温度）を室内温度とし、かかる室内温度と、ユーザにより設定された温度（設定温度）とが等しくなるように、暖房運転を行う。その際、空調装置１は、室内温度が設定温度の近傍で安定するように、暖房運転を行う。具体的には、空調装置１は、室内温度と設定温度との温度偏差が大きい場合、圧縮機１３の運転容量を大きくし、空調装置１の加熱能力が大きくなるようにして、設定温度への収束を早めるように運転する。また、空調装置１は、室内温度と設定温度との温度偏差が小さい場合、圧縮機１３の運転容量を小さくし、空調装置１の加熱能力が小さくなるようにして、空調対象空間の空気が過剰に加熱されることを回避するように運転する。このようにして、空調装置１は、室内温度の安定を図るように運転する。

圧縮機１３の運転容量は、例えば、室内温度と設定温度との温度差に比例して増加するように調整してもよい。この場合、圧縮機１３の最大容量を１００％とすると、例えば、温度差が０℃で運転容量１０％、温度差が１℃で運転容量４０％、温度差が２℃で運転容量７０％、温度差が３℃以上で運転容量１００％となるように圧縮機１３の運転容量を可変してもよい。

また、室内機２０が、壁掛け型等のように、空調対象空間の上部に設置される場合では、室内機２０から吐出される暖気が、空調対象空間の上部に滞留する状態になる。温度センサ２５は、通常、室内機２０の近傍等に設置される場合が多いため、上記のように空調対象空間の上部に暖気が滞留する状態になると、温度センサ２５は、空調対象空間における代表温度（例えば、床から１．１ｍでの温度）より高い温度を検出してしまうことになる。例えば、空調対象空間の代表温度が２２℃の場合に、２５℃を検出してしまう等が予測される。

このため、空調装置１は、温度センサ２５が、設定温度Ｔｓに、高さ方向の影響を加味した調整値ｘ（例えば、３℃）を加算した調整設定温度Ｔｓ＋ｘとなるまで暖房運転を継続し、室内（空調対象空間）の代表温度が設定温度Ｔｓとなるように制御する。

《リモートコントローラ３０》
リモートコントローラ３０は、室内機２０の近傍に設置され、図３に示すように、通信部３１と、表示部３２と、入力部３３と、データ記憶部３４と、制御部３５と、を備える。通信部３１は、所定の無線通信インタフェースで構成され、制御部３５の制御の下、室内機２０、日射センサ４０と、それぞれ同一又は異なる無線通信方式に則ったデータ通信を行う。

表示部３２は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等で構成され、制御部３５から供給された、ユーザ操作用の画面や、現在の運転モード、設定温度、設定風量等、空調に関する情報を表示する。入力部３３は、タッチパネル、タッチパッド等から構成され、ユーザからの操作入力を受け付ける処理を行う。

データ記憶部３４は、いわゆる二次記憶装置（補助記憶装置）としての役割を担い、例えば、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等で構成される。データ記憶部３４は、室外機１０、室内機２０、日射センサ４０等を制御するための各種データやプログラム等を記憶する。

制御部３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等（何れも図示せず）から構成され、この種の一般的なリモートコントローラが備える機能に係る処理を実行する。即ち、制御部３５は、入力部３３が、空調の設定に関するユーザ操作を受け付けると、かかる設定内容を表示部３２に表示させると共に、当該設定内容に基づく制御データを生成し、通信部３１を介して室内機２０に送信する。

また、制御部３５は、本発明特有の機能として、日射量の影響を加味した暖房運転の制御処理を行う。即ち、制御部３５は、日射の影響により、空調対象空間の空気温度が過剰に昇温されないようにするための処理（過昇温抑制処理）を実行する。図４は、過昇温抑制処理に関する制御部３５の機能構成を示すブロック図である。

図４に示すように、制御部３５は、機能的には、判定時間決定部３５０と、吸込温度取得部３５１と、日射量取得部３５２と、処理要否判定部３５３と、運転容量低下制御部３５４と、暖房停止制御部３５５と、第１のタイマ３５６と、第２のタイマ３５７と、第３のタイマ３５８と、を備える。制御部３５のこれらの各機能は、ＣＰＵがデータ記憶部３４に格納された所定のプログラムを実行することで実現される。

判定時間決定部３５０は、暖房運転の開始から、後述する処理要否判定部３５３による判定処理の実行までに要する時間（判定時間）を決定する。なお、ここでの「暖房運転の開始」とは、ユーザにより、リモートコントローラ３０を介して、暖房運転に関する所定の操作（例えば、運転開始操作や設定温度の変更等）が行われたことに起因する暖房運転の開始を意味する。

吸込温度取得部３５１は、温度センサ２５により検出された吸込温度を取得する。吸込温度取得部３５１は、所定のタイミングで、室内機２０の制御基板２３に対して、吸込温度を要求するためのデータ（吸込温度要求データ）を通信部３１を介して送信する。制御基板２３は、この吸込温度要求データを室内機２０が備える図示しない無線通信部を介して受信する。そして、制御基板２３は、温度センサ２５により検出された吸込温度を格納した応答データをリモートコントローラ３０に無線通信部を介して送信する。吸込温度取得部３５１は、通信部３１を介して制御基板２３からの応答データを受信すると、この応答データから吸込温度を抽出する。吸込温度取得部３５１は、このようにして取得した吸込温度をＲＡＭ等に保存する。

日射量取得部３５２は、日射センサ４０により計測された日射量を取得する。日射量取得部３５２は、所定のタイミングで、日射センサ４０に対して、日射量を要求するためのデータ（日射量要求データ）を通信部３１を介して送信する。日射センサ４０は、この日射量要求データを受信すると、計測した日射量を格納した応答データをリモートコントローラ３０に無線送信する。日射量取得部３５２は、通信部３１を介して日射センサ４０からの応答データを受信すると、この応答データから日射量を抽出する。日射量取得部３５２は、このようにして取得した日射量をＲＡＭ等に保存する。

処理要否判定部３５３は、暖房運転の開始から上記の判定時間が経過すると、現在の吸込温度に基づいて、後述する、運転容量低下制御部３５４による処理や暖房停止制御部３５５による処理等の実行の必要があるか否かの判定を行う。

運転容量低下制御部３５４は、室外機１０の圧縮機１３の運転容量を低下させる制御を行う。暖房停止制御部３５５は、圧縮機１３の停止制御を行う。これらの制御の詳細については後述する。

第１のタイマ３５６は、暖房運転の開始からの経過時間を計時する。なお、ここでの「暖房運転の開始」についても、前述した通り、ユーザにより、リモートコントローラ３０を介して、暖房運転に関する所定の操作（例えば、運転開始操作や設定温度の変更等）が行われたことに起因する暖房運転の開始を意味する。

第２のタイマ３５７は、運転容量低下制御部３５４による処理（運転容量低下制御処理）の開始からの経過時間を計時する。第３のタイマ３５８は、暖房停止制御部３５５による処理（暖房停止制御処理）の開始からの経過時間を計時する。

図５は、以上のように構成されたリモートコントローラ３０の制御部３５により実行される過昇温抑制処理の手順を示すフローチャートである。この過昇温抑制処理は、ユーザによる暖房運転に関する所定の操作（例えば、運転開始操作や設定温度の変更等）が行われると開始される。

先ず、判定時間決定部３５０は、判定時間を決定する（ステップＳ１０１）。本実施形態では、判定時間は、設定温度到達予測時間に、任意の割合（例えば、０．８等）を乗することで求められる。設定温度到達予測時間とは、日射の影響が標準的な場合において、空調対象空間の空気温度（即ち、吸込温度）が、設定温度（目標温度）までに到達するのに要する予測時間を意味する。

設定温度到達予測時間は、例えば、暖房運転開始時の吸込温度と設定温度との差温（Ｄｔ）と、温度上昇１℃当たりに要する運転時間（Ｔｒ）との積（Ｔｒ×Ｄｔ）に、運転開始から空調能力が安定するまでの補正値（β）を加算することで求められる（Ｔｒ×Ｄｔ＋β）。温度上昇１℃当たりに要する運転時間（Ｔｒ）は、例えば、予めデータ記憶部３４に保存している、過去の標準的な日射がある場合の運転データ、当該住宅の断熱性能、室内機２０の設置位置、空調対象空間についての情報等をパラメータとすることで得られる。

なお、設定温度到達予測時間の算出方法に限定はない。上記の他にも、例えば、暖房運転開始時の吸込温度と、運転開始から所定時間経過後の吸込温度とから昇温速度を計算し、その計算結果を用いて、設定温度到達予測時間を求めてもよい。

ステップＳ１０２で、第１のタイマ３５６は、計時を開始する。しかる後、第１のタイマ３５６による計時時間、即ち、暖房運転開始からの経過時間が、上記決定された判定時間に到達すると（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、処理要否判定部３５３は、運転容量低下制御処理の実行条件の成立有無を判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、処理要否判定部３５３は、現在の吸込温度が、判定下限温度より高く、判定上限温度より低い場合に、運転容量低下制御処理の実行条件が成立しているものとして判定する。一方、処理要否判定部３５３は、現在の吸込温度が、判定下限温度以下、又は、判定上限温度以上の場合に、運転容量低下制御処理の実行条件が成立していないものとして判定する。

判定下限温度とは、圧縮機１３の運転容量を低下させる場合の目安となる温度である。判定下限温度は、例えば、暖房運転開始時の吸込温度と設定温度との差温（Ｄｔ）と、任意の割合ａ（例えば、７０％等）との積（Ｄｔ×ａ）を、暖房運転開始時の吸込温度に加算することで求められる。あるいは、判定下限温度は、運転データの履歴から、日射の影響が標準的なものを抽出し、これらの運転データの各判定時間における吸込温度を平均する等して求めてもよいし、ユーザが任意に設定してもよい。

判定上限温度とは、圧縮機１３の運転を停止、即ち、暖房運転を停止させる場合の目安となる温度である。判定上限温度は、例えば、暖房運転開始時の吸込温度と設定温度との差温（Ｄｔ）と、任意の割合ｂ（例えば、９０％等）との積（Ｄｔ×ｂ）を、暖房運転開始時の吸込温度に加算することで求められる。あるいは、判定上限温度は、現在の日射量から演算される日射による加熱効果の最低昇温分と、上記のようにして求めた吸込温度の平均とを加算することで求めてもよいし、ユーザが任意に設定してもよい。

処理要否判定部３５３により、運転容量低下制御処理の実行条件が成立していると判定された場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、運転容量低下制御部３５４により運転容量低下制御処理が実行される（ステップＳ１０５）。一方、処理要否判定部３５３により、運転容量低下制御処理の実行条件が成立していないと判定された場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）又は、ステップＳ１０５の運転容量低下制御処理の実行後、処理要否判定部３５３は、暖房停止制御処理の実行条件の成立有無を判定する（ステップＳ１０６）。具体的には、処理要否判定部３５３は、現在の吸込温度が、判定上限温度以上の場合に、暖房停止制御処理の実行条件が成立しているものとして判定する。一方、処理要否判定部３５３は、現在の吸込温度が、判定上限温度より低い場合に、暖房停止制御処理の実行条件が成立していないものとして判定する。

処理要否判定部３５３により、暖房停止制御処理の実行条件が成立していると判定された場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、暖房停止制御部３５５により暖房停止制御処理が実行される（ステップＳ１０７）。一方、処理要否判定部３５３により、暖房停止制御処理の実行条件が成立していないと判定された場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）又は、ステップＳ１０７の暖房停止制御処理の実行後、処理要否判定部３５３により、ステップＳ１０８の処理が行われる。

ステップＳ１０８では、処理要否判定部３５３は、過昇温抑制処理の終了条件の成立有無を判定する。具体的には、処理要否判定部３５３は、吸込温度と、設定温度から所定温度低い温度（終了判定温度）とを比較する。そして、吸込温度が終了判定温度以下の場合、処理要否判定部３５３は、過昇温抑制処理の終了条件が成立しているものとして判定し（ステップＳ１０８；ＹＥＳ）、過昇温抑制処理を終了する。一方、吸込温度が終了判定温度より高い場合、処理要否判定部３５３は、過昇温抑制処理の終了条件が成立していないものとして判定し（ステップＳ１０８；ＮＯ）、ステップＳ１０４に戻り、再度、運転容量低下制御処理の実行条件の成立有無を判定する。

上記の過昇温抑制処理が終了すると、空調装置１は、従来と同様の暖房運転を実施する。

続いて、ステップＳ１０５で実行される運転容量低下制御処理について、図６のフロチャートに沿って説明する。ステップＳ２０１では、吸込温度取得部３５１は、現在の吸込温度を取得し、取得した吸込温度を処理開始時の吸込温度としてＲＡＭ等に保存する。また、日射量取得部３５２は、現在の日射量を取得し、取得した日射量を処理開始時の日射量としてＲＡＭ等に保存する。

ステップＳ２０２では、第２のタイマ３５７が計時を開始する。ステップＳ２０３では、運転容量低下制御部３５４は、室外機１０の圧縮機１３の運転容量を低下させるための制御データを生成し、通信部３１を介して、室外機１０宛に送信する。

より詳細には、運転容量低下制御部３５４は、例えば、現在の吸込温度と、設定温度と、に基づいて、圧縮機１３の運転容量を決定する。運転容量低下制御部３５４は、制御対象が圧縮機１３である旨を示す情報と、決定した運転容量についての情報と、を格納した制御データ（低容量運転要求コマンド）を生成し、通信部３１を介して室内機２０に送信する。室内機２０の制御基板２３は、かかる低容量運転要求コマンドを受信すると、通信線６０を介して、室外機１０に転送する。室外機１０の制御基板１６は、室内機２０から転送された低容量運転要求コマンドを受信すると、かかるコマンドに含まれている運転容量についての情報に基づいて、圧縮機１３を制御する。これにより、圧縮機１３の運転容量が、通常時の運転容量に比べて低下する。

上記の低容量要求コマンドを送信すると、運転容量低下制御部３５４は、第１の終了条件の成立有無を判定する（ステップＳ２０４）。具体的には、運転容量低下制御部３５４は、現在の吸込温度が設定温度以上の場合に、第１の終了条件が成立しているものとして判定する。一方、運転容量低下制御部３５４は、現在の吸込温度が設定温度より低い場合では、第１の終了条件が成立していないものとして判定する。

上記の判定の結果、第１の終了条件が成立している場合（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、運転容量低下制御部３５４は、運転容量低下制御処理を終了する。一方、第１の終了条件が成立していない場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）、運転容量低下制御部３５４は、第２のタイマ３５７による計時時間、即ち、運転容量低下制御処理の開始からの経過時間（処理時間）が、予め設定した基準時間に達しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。その結果、処理時間が基準時間に達している場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、運転容量低下制御部３５４は、ステップＳ２０６の処理を行う。一方、処理時間が基準時間に達していない場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、運転容量低下制御部３５４は、再度、ステップＳ２０３の処理を行う。

ステップＳ２０６では、運転容量低下制御部３５４は、第２の終了条件の成立有無を判定する。ここでは、運転容量低下制御部３５４は、吸込温度及び日射量が低下する傾向にある場合、第２の終了条件が成立しているものとして判定する。具体的には、現在の吸込温度が処理開示時の吸込温度より低く、且つ、現在の日射量が処理開始時の日射量より少ない場合、運転容量低下制御部３５４は、吸込温度及び日射量が低下する傾向にあると判定する。

上記判定の結果、第２の終了条件が成立している場合（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、運転容量低下制御部３５４は、運転容量低下制御処理を終了する。一方、第２の終了条件が成立していない場合（ステップＳ２０６；ＮＯ）、運転容量低下制御部３５４は、再度、ステップＳ２０３の処理を行う。

続いて、図５のステップＳ１０７で実行される暖房停止制御処理について、図７のフロチャートに沿って説明する。ステップＳ３０１では、吸込温度取得部３５１は、現在の吸込温度を取得し、取得した吸込温度を処理開始時の吸込温度としてＲＡＭ等に保存する。また、日射量取得部３５２は、現在の日射量を取得し、取得した日射量を処理開始時の日射量としてＲＡＭ等に保存する。

ステップＳ３０２では、第３のタイマ３５８が計時を開始する。ステップＳ３０３では、暖房停止制御部３５５は、室外機１０の圧縮機１３の運転を停止させるための制御データを生成し、通信部３１を介して、室外機１０宛に送信する。

より詳細には、暖房停止制御部３５５は、制御対象が圧縮機１３である旨を示す情報と、制御種別が運転停止であることを示す情報と、を格納した制御データ（停止要求コマンド）を生成し、通信部３１を介して室内機２０に送信する。室内機２０の制御基板２３は、かかる停止要求コマンドを受信すると、通信線６０を介して、室外機１０に転送する。室外機１０の制御基板１６は、室内機２０から転送された停止要求コマンドを受信すると、圧縮機１３の運転を停止する。また、室外機１０の制御基板１６は、圧縮機１３の運転を停止した旨を格納した制御データを室内機２０に対して送信する。これにより、室内機２０は、ファン２２の回転を停止する。以上により、暖房運転は停止状態となる。

上記の停止要求コマンドを送信すると、暖房停止制御部３５５は、第１の終了条件の成立有無を判定する（ステップＳ３０４）。具体的には、暖房停止制御部３５５は、現在の吸込温度が設定温度より低い場合に、第１の終了条件が成立しているものとして判定する。一方、暖房停止制御部３５５は、現在の吸込温度が設定温度以上の場合では、第１の終了条件が成立していないものとして判定する。

上記の判定の結果、第１の終了条件が成立している場合（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、暖房停止制御部３５５は、暖房停止制御処理を終了する。一方、第１の終了条件が成立していない場合（ステップＳ３０４；ＮＯ）、暖房停止制御部３５５は、第３のタイマ３５８による計時時間、即ち、暖房停止制御処理の開始からの経過時間（処理時間）が、予め設定した基準時間に達しているか否かを判定する（ステップＳ３０５）。その結果、処理時間が基準時間に達している場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、暖房停止制御部３５５は、ステップＳ３０６の処理を行う。一方、処理時間が基準時間に達していない場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、暖房停止制御部３５５は、再度、ステップＳ３０４の処理を行う。

ステップＳ３０６では、暖房停止制御部３５５は、第２の終了条件の成立有無を判定する。ここでは、暖房停止制御部３５５は、吸込温度及び日射量が低下する傾向にある場合、第２の終了条件が成立しているものとして判定する。具体的には、現在の吸込温度が処理開示時の吸込温度より低く、且つ、現在の日射量が処理開始時の日射量より少ない場合、暖房停止制御部３５５は、吸込温度及び日射量が低下する傾向にあると判定する。

上記判定の結果、第２の終了条件が成立している場合（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、暖房停止制御部３５５は、暖房停止制御処理を終了する。一方、第２の終了条件が成立していない場合（ステップＳ３０６；ＮＯ）、暖房停止制御部３５５は、再度、ステップＳ３０４の処理を行う。

続いて、上述した過昇温抑制処理を実行した場合と、そうでない場合との例を、日射の影響度に応じて説明する。

（日射の影響度：低の場合）
この場合の暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を図８、図９に示す。図８は、従来技術を適用した場合を示し、図９は、本発明を適用した場合を示す。図示するように、日射の影響度が低い場合では、外気温度の変化は小さい。

（１）暖房運転開始から判定時間の経過前まで
日射による室内の床面や壁面の加温効果がほとんど得られないため、吸込温度が室内温度より高いままの状態で推移する。また、何れの温度の上昇カーブも緩やかである。

（２）判定時間の経過時点
図９に示すように、この時点では、吸込温度が判定下限温度よりも低いため、過昇温抑制処理では、運転容量低下制御処理及び暖房停止制御処理の何れも実行されない。したがって、この時点以後は、本発明を適用した場合であっても、従来と同様の暖房運転制御が実行されることになる。

（３）判定時間の経過後
従来と同様の制御が行われるため、吸込温度が調整設定温度に到達すると、圧縮機１３は停止される。圧縮機１３の停止後は、吸込温度、室内温度共に徐々に低下し、予め設定された温度まで吸込温度が低下すると、圧縮機１３が再起動され、暖房運転が再開される。

（日射の影響度：中の場合）
この場合の暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を図１０、図１１に示す。図１０は、従来技術を適用した場合を示し、図１１は、本発明を適用した場合を示す。図示するように、日射の影響度が低い場合に比べ、外気温度の変化は大きい。

（１）暖房運転開始から判定時間の経過前まで
暖房運転開始時は、室内温度は、吸込温度より低いが、日射によって室内の床面や壁面が加温されるため、室内温度が大きく上昇し、吸込温度との差が除々に小さくなる。

（２）判定時間の経過時点
図１１に示すように、この時点では、吸込温度が判定下限温度よりも高く、判定上限温度より低いため、過昇温抑制処理では、運転容量低下制御処理が実行される。

（３）判定時間の経過後
図１１に示すように、本発明の過昇温抑制処理では、吸込温度が判定上限値に到達すると圧縮機１３を停止する。一方、図１０に示すように、従来制御では、吸込温度が調整設定温度に到達するまで圧縮機１３の運転を停止しない。これにより、従来制御では、圧縮機１３の停止時点で、室内温度も調整設定温度に到達する。

（日射の影響度：大の場合）
この場合の暖房運転時における吸込温度、室内温度、外気温度の推移の一例を図１２、図１３に示す。図１２は、従来技術を適用した場合を示し、図１３は、本発明を適用した場合を示す。図示するように、日射の影響度が大きいため、外気温度の変化が非常に大きい。

（１）暖房運転開始から判定時間の経過前まで
暖房運転開始時は、室内温度は、吸込温度より低いが、日射によって室内の床面や壁面が加温されるため、室内温度が大きく上昇し、吸込温度との差が徐々に小さくなる。

（２）判定時間の経過時点
図１３に示すように、この時点では、吸込温度が判定上限温度に到達しているため、過昇温抑制処理では、暖房停止制御処理が実行され、暖房運転が停止される。しかしながら、吸込温度及び室内温度は、日射による影響で上昇を続ける。但し、暖房運転が停止されているため、図１２に示す従来例に比べ、吸込温度及び室内温度のこの時点以後の上昇カーブが緩やかになる。

（３）判定時間の経過後
図１３に示すように、暖房運転の停止後においても、日射による影響度が大きいため、吸込温度及び室内温度は、上昇し、やがて、設定温度を超えることになる。一方、従来技術では、吸込温度が調整設定温度に到達すると圧縮機１３の運転を停止する。このため、従来制御では、圧縮機１３の停止時点で、室内温度も調整設定温度に到達する。

以上説明したように、本発明の本実施形態に係る空調装置１によれば、暖房運転が開始されると、日射の影響によって空調対象空間の空気温度（室内温度）が過剰に昇温されないようにするための制御処理（過昇温抑制処理）を実行する。したがって、快適性及び省エネルギー性の両立化が図れる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、上記実施形態では、日射量を計測するセンサ（日射センサ４０）を用いて、日射量を取得していたが、日射量の取得手法については任意の設計事項である。例えば、住居の外壁や屋根の温度を計測し、その計測結果から導出して取得するようにしてもよい。あるいは、図１４に示すように、太陽光発電パネルの発電量についての情報が、パワーコンディショナからリモートコントローラ３０に無線等により通知される構成にして、リモートコントローラ３０が、かかる発電量に基づいて、日射量を導出して取得するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、空調装置１は、暖房停止制御処理にて暖房を停止した場合、室内機２０の送風運転も停止していたが、必ずしも暖房運転の停止に同期して、送風運転も停止する必要はない。例えば、暖房停止制御処理において、暖房運転の停止後、所定条件の下で、室内機２０に送風運転を行わせるように制御してもよい。

また、上記実施形態では、リモートコントローラ３０により過昇温抑制処理が実行されたが、室内機１０の制御基板１６や室内機２０の制御基板２３により実行されるようにしてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、冷媒方式の空調装置に好適に採用され得る。

１ 空調装置、１０ 室外機、１１，２１ 熱交換機 １２，２２ ファン、１３ 圧縮機、１４ 減圧器、１５ 四方弁、１６，２３ 制御基板、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１８，２４ａ，２４ｂ，２５ 温度センサ ２０ 室内機、３０ リモートコントローラ、４０ 日射センサ、５０ 配管、６０ 通信線、３１ 通信部、３２ 表示部、３３ 入力部、３４ データ記憶部、３５ 制御部、３５０ 判定時間決定部、３５１ 吸込温度取得部、３５２ 日射量取得部、３５３ 処理要否判定部、３５４ 運転容量低下制御部、３５５ 暖房停止制御部、３５６ 第１のタイマ、３５７ 第２のタイマ、３５８ 第３のタイマ

Claims (14)

1. 室外機と、室内機と、コントローラと、前記室内機の吸込温度を計測する吸込温度計測手段と、前記室内機による空調対象空間における日射量を計測する日射量計測手段と、を備える空調装置であって、
   前記コントローラは、
   暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段と、
   前記室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段と、
   前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段と、
   前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段と、を備え、
   前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
   前記運転容量低下制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転容量低下制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転容量低下制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転容量低下制御処理を終了する、空調装置。
2. 前記運転停止制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転停止制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転停止制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転停止制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転停止制御処理を終了する、請求項１に記載の空調装置。
3. 室外機と、室内機と、コントローラと、前記室内機の吸込温度を計測する吸込温度計測手段と、前記室内機による空調対象空間における日射量を計測する日射量計測手段と、を備える空調装置であって、
   前記コントローラは、
   暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段と、
   前記室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段と、
   前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段と、
   前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段と、を備え、
   前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
   前記運転停止制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転停止制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転停止制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転停止制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転停止制御処理を終了する、空調装置。
4. 前記運転容量低下制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転容量低下制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転容量低下制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転容量低下制御処理を終了する、請求項３に記載の空調装置。
5. 前記運転容量低下制御手段は、前記運転容量低下制御処理の開始からの経過時間が、予め設定した基準時間に達した場合であって、現在の日射量が前記運転容量低下制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転容量低下制御処理を終了する、請求項１又は２に記載の空調装置。
6. 前記運転停止制御手段は、前記運転停止制御処理の開始からの経過時間が、予め設定した基準時間に達した場合であって、現在の日射量が前記運転停止制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転停止制御処理を終了する、請求項３又は４に記載の空調装置。
7. 前記判定時間決定手段は、前記吸込温度が設定温度に到達するまでの予測時間に基づいて、前記判定時間を決定する、請求項１から６の何れか１項に記載の空調装置。
8. 空調に関する情報を表示する表示部をさらに備える、請求項１から７の何れか１項に記載の空調装置。
9. 空調装置の運転を制御するコントローラであって、
   前記空調装置を構成する室内機の吸込温度を取得する吸込温度取得手段と、
   前記室内機による空調対象空間における日射量を取得する日射量取得手段と、
   前記空調装置によって暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段と、
   前記空調装置を構成する室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段と、
   前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段と、
   前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段と、を備え、
   前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
   前記運転容量低下制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転容量低下制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転容量低下制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転容量低下制御処理を終了する、コントローラ。
10. 空調装置の運転を制御するコントローラであって、
    前記空調装置を構成する室内機の吸込温度を取得する吸込温度取得手段と、
    前記室内機による空調対象空間における日射量を取得する日射量取得手段と、
    前記空調装置によって暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段と、
    前記空調装置を構成する室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段と、
    前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段と、
    前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段と、を備え、
    前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
    前記運転停止制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転停止制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転停止制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転停止制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転停止制御処理を終了する、コントローラ。
11. 空調装置の運転を制御するための方法であって、
    前記空調装置を構成する室内機の吸込温度を取得する吸込温度取得ステップと、
    前記室内機による空調対象空間における日射量を取得する日射量取得ステップと、
    前記空調装置によって暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定ステップと、
    前記空調装置を構成する室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御ステップと、
    前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御ステップと、
    前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御ステップ又は運転停止制御ステップの実行要否を判定する処理要否判定ステップと、を有し、
    前記処理要否判定ステップでは、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御ステップの実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御ステップの実行が必要であると判定し、
    前記運転容量低下制御ステップは、前記処理要否判定ステップによって前記運転容量低下制御ステップの実行が必要であると判定された場合に実行が開始され、現在の日射量が前記運転容量低下制御ステップの開始時における日射量より少ない場合に実行が終了される、空調制御方法。
12. 空調装置の運転を制御するための方法であって、
    前記空調装置を構成する室内機の吸込温度を取得する吸込温度取得ステップと、
    前記室内機による空調対象空間における日射量を取得する日射量取得ステップと、
    前記空調装置によって暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定ステップと、
    前記空調装置を構成する室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御ステップと、
    前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御ステップと、
    前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御ステップ又は運転停止制御ステップの実行要否を判定する処理要否判定ステップと、を有し、
    前記処理要否判定ステップでは、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御ステップの実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御ステップの実行が必要であると判定し、
    前記運転停止制御ステップは、前記処理要否判定ステップによって前記運転停止制御ステップの実行が必要であると判定された場合に実行が開始され、現在の日射量が前記運転停止制御ステップの開始時における日射量より少ない場合に実行が終了される、空調制御方法。
13. 空調装置の運転を制御するコントローラを、
    前記空調装置を構成する室内機の吸込温度を取得する吸込温度取得手段、
    前記室内機による空調対象空間における日射量を取得する日射量取得手段、
    前記空調装置によって暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段、
    前記空調装置を構成する室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段、
    前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段、
    前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段、として機能させ、
    前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
    前記運転容量低下制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転容量低下制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転容量低下制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転容量低下制御処理を終了する、プログラム。
14. 空調装置の運転を制御するコントローラを、
    前記空調装置を構成する室内機の吸込温度を取得する吸込温度取得手段、
    前記室内機による空調対象空間における日射量を取得する日射量取得手段、
    前記空調装置によって暖房運転が開始されると、予め定めた判定処理を行う時点までに要する判定時間を決定する判定時間決定手段、
    前記空調装置を構成する室外機が備える圧縮機の運転容量を通常時よりも低下させるための制御を行う運転容量低下制御手段、
    前記圧縮機の運転を停止させる制御を行う運転停止制御手段、
    前記暖房運転の開始から前記判定時間が経過すると、前記運転容量低下制御手段又は運転停止制御手段による処理の実行要否を判定する処理要否判定手段、として機能させ、
    前記処理要否判定手段は、前記吸込温度が、第１の温度より高く、且つ、第２の温度より低い場合に、前記運転容量低下制御手段による運転容量低下制御処理の実行が必要であると判定し、前記吸込温度が、前記第２の温度以上の場合に、前記運転停止制御手段による運転停止制御処理の実行が必要であると判定し、
    前記運転停止制御手段は、前記処理要否判定手段によって前記運転停止制御処理の実行が必要であると判定された場合に、前記運転停止制御処理を開始し、現在の日射量が前記運転停止制御処理の開始時における日射量より少ない場合に、前記運転停止制御処理を終了する、プログラム。

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