JP7433539B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本開示は、冷凍サイクルを利用した空気調和機に関するものである。

従来、冷房運転を行う空気調和機は、外気温度が低くなり、圧縮機の周波数が低下する場合に、凝縮温度が低下し、吐出圧力も低くなるため圧縮機の運転範囲を逸脱する恐れがあった。そこで、圧縮機の使用範囲を逸脱させず冷房運転を継続するために、圧縮機が運転できる最小値（圧縮機最低周波数）を変更する空気調和機が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

特開２０１７－５３５２７号公報

しかし、特許文献１の空気調和機は、最低周波数で運転した場合でも冷房能力が過多となる負荷の場合、実室内温度が空気調和機で設定されている目標室内温度以下となるため、空気調和機はいずれ運転を停止する。そして、特許文献１の空気調和機は、室内温度が上昇してくると再び空気調和機を稼働させるため、空気調和機の運転はｏｎ－ｏｆｆを繰り返す断続運転となる。この運転において、最低周波数が低すぎると冷凍サイクルが立ち上がるまでの時間が長くなり、消費電力が増加してしまう。また、最低周波数が高すぎると冷凍サイクルが安定する前に室内温度が目標温度以下となり、空気調和機が停止してしまい効率の悪い運転となってしまう。

本開示は、上記のような課題を解決するものであり、断続運転を行っても冷凍サイクルを早期に安定させ、効率のよい運転を行う空気調和機を提供することを目的としている。

本開示に係る空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器の冷媒温度を測定する温度センサと、圧縮機及び減圧装置を制御して暖房運転又は冷房運転を実行し、冷房負荷又は暖房負荷が小さくなった場合に圧縮機の運転を停止し、冷房負荷又は暖房負荷が大きくなった場合に圧縮機の運転を開始する断続運転を行い、断続運転において圧縮機の運転を行う場合に、圧縮機を運転するために設定された周波数の範囲の、下限の周波数として設定された最低周波数で断続運転を行う制御装置と、を有し、制御装置は、冷凍サイクルでの冷媒循環における冷暖房能力安定までの応答値である時定数であって、温度センサによる測定値から算出した冷暖房能力を表す波形における立ち上がり時の時定数に、予め設定された第１定数を乗算して得られた第１判定値と、時定数に第１定数よりも小さい値である予め設定された第２定数を乗算して得られた第２判定値と、を有し、断続運転における、圧縮機の運転開始時から圧縮機の運転停止時までの断続運転時間が第１判定値よりも大きい場合には、次の圧縮機の運転時の最低周波数を増加させ、断続運転時間が第２判定値よりも小さい場合には、次の圧縮機の運転時の最低周波数を減少させるものである。

本開示に係る空気調和機は、制御装置が、断続運転における、圧縮機の運転開始時から圧縮機の運転停止時までの断続運転時間が第１判定値よりも大きい場合には、次の圧縮機の運転時の最低周波数を増加させ、断続運転時間が第２判定値よりも小さい場合には、次の圧縮機の運転時の最低周波数を減少させる。制御装置が、断続運転の際に断続運転時間に基づき圧縮機の最低周波数を変更することによって、断続運転を行っても冷凍サイクルを早期に安定させ、効率のよい運転を行うことができる。

実施の形態に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒回路図である。 実施の形態に係る空気調和機の暖房運転時の冷媒回路図である。 図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態に係る空気調和機の圧縮機における圧縮機周波数と冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。 実施の形態に係る空気調和機の冷房運転時の動作を説明する図である。 実施の形態に係る空気調和機の暖房運転時の動作を説明する図である。 最低周波数Ｆｍｉｎが低すぎる場合の断続運転時の運転波形である。 最低周波数Ｆｍｉｎが高すぎる場合の断続運転時の運転波形である。 最低周波数Ｆｍｉｎが適切な場合の断続運転時の運転波形である。 実施の形態に係る空気調和機の、冷房運転時の最低周波数Ｆｍｉｎを変更する制御フローを示す図である。 実施の形態に係る空気調和機の、暖房運転時の最低周波数Ｆｍｉｎを変更する制御フローを示す図である。

以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１を含めた、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、各実施の形態において、先行する実施の形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。また、以下の実施の形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施の形態同士を部分的に組み合わせることができる。

実施の形態．
＜空気調和機１００の構成＞
図１は、実施の形態に係る空気調和機１００の冷房運転時の冷媒回路図である。図２は、実施の形態に係る空気調和機１００の暖房運転時の冷媒回路図である。なお、図１の実線矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示しており、図２の実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。

図１及び図２に示すように、実施の形態に係る空気調和機１００は、室外機１１０と、室内機１２０とを有する。室外機１１０は、室外に配置され、室内機１２０は、室内に配置される。室外機１１０と、室内機１２０とは、冷媒配管６５の一部を構成する第１延長配管６１及び第２延長配管６２で接続されている。実施の形態では、室外機１１０及び室内機１２０が、それぞれ１台である空気調和機１００について例示しているが、空気調和機１００は、２台以上の室外機１１０及び室内機１２０を有してもよい。

室外機１１０は、圧縮機１０と、流路切替装置２０と、室外熱交換器３０と、減圧装置４０と、室外送風機３５とを有する。また、室外機１１０は、室外温度センサ３１を有している。

室内機１２０は、室内熱交換器５０と、室内送風機５５とを有する。また、室内機１２０は、室内温度センサ５１及び室内吸込温度センサ５２を有している。なお、実施の形態に係る空気調和機１００では、室外機１１０が減圧装置４０を有しているが、室外機１１０ではなく室内機１２０が減圧装置４０を有してもよい。

空気調和機１００は更に、制御装置７０を有する。制御装置７０は、室外機１１０及び室内機１２０の冷房運転及び暖房運転等の各種運転を制御する。なお、実施の形態に係る空気調和機１００では、室外機１１０が制御装置７０を有しているが、室外機１１０ではなく室内機１２０が制御装置７０を有してもよい。

空気調和機１００は、圧縮機１０、流路切替装置２０、室外熱交換器３０、減圧装置４０、及び、室内熱交換器５０が冷媒配管６５で接続され、冷媒が循環する冷媒回路６０を形成している。この空気調和機１００は、流路切替装置２０の切り替えにより冷媒回路６０を流れる冷媒の流れる方向を変更することにより冷房運転及び暖房運転を行うことができる。

圧縮機１０は、低温且つ低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温且つ高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１０は、例えば、インバータを備え、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御される。圧縮機１０の運転周波数は、制御装置７０によって制御される。

流路切替装置２０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、空気調和機１００の冷房運転と暖房運転との切り替えを行う。流路切替装置２０は、冷房運転時に、図１の実線で示す状態に切り替わり、圧縮機１０の吐出側と室外熱交換器３０とが接続される。また、流路切替装置２０は、暖房運転時に、図２の実線で示す状態に切り替わり、圧縮機１０の吐出側と室内熱交換器５０とが接続される。流路切替装置２０による流路の切り替えは、制御装置７０によって行われる。

室外熱交換器３０は、室外空気と室外熱交換器３０の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。室外熱交換器３０は、冷房運転の際に、冷媒の熱を室外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。凝縮器である室外熱交換器３０は、圧縮機１０から吐出された冷媒を凝縮させる。また、室外熱交換器３０は、暖房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室外空気を冷却する蒸発器として機能する。蒸発器である室外熱交換器３０は、減圧装置４０で減圧された冷媒を蒸発させる。

室外送風機３５は、室外熱交換器３０に対して室外空気を供給する。図１及び図２に示す室外熱交換器３０に向かう白抜矢印は、室外送風機３５によって供給される空気の流れを示している。室外送風機３５は、室外送風機３５を構成するモータ（図示は省略）の回転数が制御装置７０により制御される。空気調和機１００は、制御装置７０により室外送風機３５を構成するモータの回転数が制御されることによって、室外熱交換器３０に対する送風量が調整される。

減圧装置４０は、凝縮器から流出した冷媒を減圧させる。減圧装置４０は、例えば絞りの開度を調整することができる電子式膨張弁であり、開度を調整することによって室外熱交換器３０又は室内熱交換器５０に流入する冷媒の圧力を制御する。減圧装置４０の開度は、制御装置７０によって制御される。

室外温度センサ３１は、室外熱交換器３０に設けられている。空気調和機１００が冷房運転を行う場合には、室外温度センサ３１は、凝縮温度を測定する。また、空気調和機１００が暖房運転を行う場合には、室外温度センサ３１は、蒸発温度を測定する。すなわち、空気調和機１００が暖房運転を行う場合には、室外温度センサ３１は、蒸発器の冷媒温度を測定する。室外温度センサ３１によって測定された温度は、制御装置７０が受信する。

室内熱交換器５０は、室内空気と室内熱交換器５０の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。室内熱交換器５０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。蒸発器である室内熱交換器５０は、減圧装置４０で減圧された冷媒を蒸発させる。また、室内熱交換器５０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。凝縮器である室内熱交換器５０は、圧縮機１０から吐出された冷媒を凝縮させる。

室内送風機５５は、室内熱交換器５０に対して室内空気を供給する。図１及び図２に示す室内熱交換器５０に向かう白抜矢印は、室内送風機５５によって供給される空気の流れを示している。室内送風機５５は、室内送風機５５を構成するモータ（図示は省略）の回転数が制御装置７０により制御される。空気調和機１００は、制御装置７０により室内送風機５５を構成するモータの回転数が制御されることによって、室内熱交換器５０に対する送風量が調整される。

室内温度センサ５１は、室内熱交換器５０に設けられている。空気調和機１００が冷房運転を行う場合には、室内温度センサ５１は、蒸発温度を測定する。すなわち、空気調和機１００が冷房運転を行う場合には、室内温度センサ５１は、蒸発器の冷媒温度を測定する。また、空気調和機１００が暖房運転を行う場合には、室内温度センサ５１は、凝縮温度を測定する。

室内吸込温度センサ５２は、室内熱交換器５０に流入する室内空気の温度を測定する。すなわち、室内吸込温度センサ５２は、凝縮器又は蒸発器が配置された空調対象空間の室内温度を測定する。室内吸込温度センサ５２は、室内熱交換器５０の近くに配置されている。室内温度センサ５１及び室内吸込温度センサ５２によって測定された温度は、制御装置７０が受信する。

図３は、図１の制御装置７０の構成の一例を示すブロック図である。制御装置７０は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されている。なお、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。

制御装置７０が専用のハードウェアである場合、制御装置７０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置７０が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。制御装置７０は、機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

制御装置７０がＣＰＵの場合、制御装置７０が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置７０の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。

制御装置７０は、圧縮機１０及び減圧装置４０を制御して暖房運転又は冷房運転を実行する。制御装置７０は、暖房運転又は冷房運転を実行するに際して、室外送風機３５及び室内送風機５５の回転数を制御してもよい。制御装置７０は、空気調和機１００の冷房運転及び暖房運転等の各種運転を制御し、及び、設定室温等の維持又は変更等の制御を行う。

制御装置７０は、断続運転において圧縮機１０の運転を行う場合に、圧縮機１０を運転するために設定された周波数の範囲の、下限の周波数として設定された最低周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。断続運転は、冷房負荷又は暖房負荷が小さくなった場合に圧縮機１０の運転を停止し、冷房負荷又は暖房負荷が大きくなった場合に圧縮機１０の運転を開始する運転である。

制御装置７０は、図３に示すように、運転状態判定部７１、記憶部７２、及び、計時部７３を備えている。また、制御装置７０は、圧縮機制御部７４、減圧機構制御部７５、及び、送風機制御部７６を備えている。

運転状態判定部７１は、外部から供給された空気調和機１００の運転状態を示す運転情報、及び、各種センサによる測定情報に基づき、後述する冷房運転及び暖房運転時における制御フローにおける判定を行う。運転状態判定部７１は、室外温度センサ３１、室内温度センサ５１、及び、室内吸込温度センサ５２の測定データを受信する。

記憶部７２には、制御装置７０で行われる制御に必要なプログラム及びデータ等が予め記憶されている。記憶部７２は、制御装置７０が空気調和機１００を構成する機器を制御する際に必要な情報等を記憶している。計時部７３は、例えば、タイマー又はリアルタイムクロック等からなり、現在の時刻を取得し、また、設定した時間を計るために用いられる。

圧縮機制御部７４は、圧縮機１０の運転周波数を制御して圧縮機１０の回転数を制御する。減圧機構制御部７５は、減圧装置４０の開度を制御する。送風機制御部７６は、室外送風機３５及び室内送風機５５の回転数を制御する。

図４は、実施の形態に係る空気調和機１００の圧縮機１０における圧縮機周波数Ｆａと冷凍サイクルの性能との関係を示す図である。ここで、図４を用いて圧縮機１０における圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］の特性について説明する。

図４の（ａ）の横軸は、圧縮機１０の圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を表し、縦軸はエネルギー消費効率であるＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を表している。すなわち、図４の（ａ）は、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］に対するＣＯＰを表している。ＣＯＰは、定格冷房時及び定格暖房時の消費電力１ｋＷ当たりの冷房能力及び暖房能力を示す値である。ＣＯＰは、冷房運転では、消費電力（ｋＷ）に対する冷房能力（ｋＷ）の比率で表される（冷房能力（ｋＷ）／消費電力）。また、ＣＯＰは、暖房運転では、消費電力（ｋＷ）に対する暖房能力（ｋＷ）の比率で表される（暖房能力（ｋＷ）／消費電力）。

図４の（ｂ）の横軸は、圧縮機１０の圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を表し、縦軸は空気調和機１００の能力Ｑ［ｋＷ］を表している。空気調和機１００の能力Ｑ［ｋＷ］は、冷房運転では、冷房能力［ｋＷ］であり、暖房運転では暖房能力［ｋＷ］である。すなわち、図４の（ｂ）は、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］に対する、空気調和機１００の能力Ｑ［ｋＷ］を示している。

図４のＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］は、エネルギー消費効率が最大となる圧縮機１０の周波数であり、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］は、圧縮機１０の運転を行うことができる下限となる周波数である。また、上限周波数Ｆ３［Ｈｚ］は、故障することなく安全に圧縮機１０の運転を行うことができる周波数であり、上限側の周波数である。また、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、圧縮機１０が断続運転を開始する際の圧縮機１０の周波数である。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、圧縮機１０を運転するために設定された周波数の範囲における下限の周波数として設定されている。

上述したように、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、圧縮機１０の運転に際し、制御装置７０に設定されている最低の周波数であって、制御装置７０による制御モード内に設定されている最低の周波数である。すなわち、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、ユーザ又は制御装置７０によって定められた周波数の範囲の下限値である。これに対し、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］は、圧縮機１０を構成するモータ（図示は省略）を回転させるために必要な周波数であり、故障することなく安全に圧縮機１０を運転するために必要な下限の周波数である。制御装置７０の圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］以上の周波数で圧縮機１０の運転を行う。

実施の形態に係る空気調和機１００は、制御装置７０の圧縮機制御部７４によって、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更できる。すなわち、圧縮機制御部７４は、図４に示すように、横軸における最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の位置を変更できる。

図４の（ｂ）に示すように、空気調和機１００は、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を上げるにつれて、能力Ｑは上昇する。また、図４の（ａ）に示すように、空気調和機１００は、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を上げるにつれてＣＯＰは上に凸の曲線を描く。図４の（ａ）に示すように、空気調和機１００は、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と上限周波数Ｆ３［Ｈｚ］との間でＣＯＰが上に凸の曲線を描き、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と上限周波数Ｆ３［Ｈｚ］との間にエネルギー消費効率が最大となるＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］が存在する。

＜冷房運転＞
ここで、実施の形態に係る空気調和機１００の動作における冷媒の流れについて説明する。先ず、図１を用いて冷房運転について説明する。冷房運転において、圧縮機１０に吸入された冷媒は、圧縮機１０によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。圧縮機１０から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２０を通過して、凝縮器として作用する室外熱交換器３０に流入する。

室外熱交換器３０に流入した冷媒は、室外送風機３５によって送られる室外空気と熱交換する。室外熱交換器３０において、冷媒は、室外空気へ放熱することで凝縮して、液化する。その際、室外空気は、冷媒との熱交換によって暖められる。室外熱交換器３０を流出した液状態の冷媒は、減圧装置４０に流入し、減圧及び膨張されて、低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。減圧装置４０を流出した気液二相状態の冷媒は、室外機１１０と室内機１２０とを連結する第１延長配管６１を通過し、蒸発器として作用する室内熱交換器５０に流入する。

室内熱交換器５０に流入した冷媒は、室内送風機５５によって送られる室内空気と熱交換して蒸発し、ガス化する。その際、室内空気が冷却されて室内における冷房が実施される。その後、蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、室内機１２０と室外機１１０とを連結する第２延長配管６２を通過し、流路切替装置２０へ再度流入する。流路切替装置２０を通った冷媒は、圧縮機１０に吸入され、再び圧縮機１０によって高温且つ高圧のガス冷媒へと圧縮され、吐出される。

＜暖房運転＞
次に、図２を用いて暖房運転について説明する。暖房運転において、圧縮機１０に吸入された冷媒は、圧縮機１０によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。圧縮機１０から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２０と、室外機１１０及び室内機１２０を連結する第２延長配管６２とを通過して、凝縮器として作用する室内熱交換器５０に流入する。

室内熱交換器５０に流入した冷媒は、室内送風機５５によって送られる室内空気と熱交換する。室内熱交換器５０において、冷媒は、室内空気へ放熱することで凝縮して、液化する。その際、室内空気が温められて、室内における暖房が実施される。室内熱交換器５０を流出した液状態の冷媒は、室内機１２０と室外機１１０とを連結する第１延長配管６１を通過し、減圧装置４０に流入する。減圧装置４０に流入した液状態の冷媒は、減圧及び膨張されて、低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。減圧装置４０を流出した気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室外熱交換器３０に流入する。

室外熱交換器３０に流入した冷媒は、室外送風機３５によって送られる室外空気と熱交換されて蒸発し、ガス化する。その際、室外空気は、冷媒との熱交換によって冷却される。その後、蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２０を通過して、圧縮機１０に吸入される。圧縮機１０に吸入された冷媒は、再び圧縮機１０によって高温且つ高圧のガス冷媒へと圧縮され、吐出される。

＜空気調和機１００の断続運転＞
ここで、空気調和機１００の断続運転について説明する。冷房運転で外気温度が低い場合、暖房運転で外気温度が高い場合、あるいは、建物の断熱性能が高く熱負荷が少ない場合、空気調和機１００は、インバータを搭載した圧縮機１０の周波数が低下する。特に下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］で圧縮機１０が運転する場合の能力に対し、負荷が小さい場合、室内温度が設定温度よりも低い温度となってしまい、空気調和機１００は圧縮機１０がｏｎ－ｏｆｆを繰り返す断続運転を行うことになる。ここで、空気調和機１００における冷房運転及び暖房運転のそれぞれの断続運転について説明する。

＜冷房運転の場合の断続運転＞
空気調和機１００の冷房能力に対して負荷が小さい場合、負荷に対して冷房能力が大きいため、徐々に室内温度が低下していく。空気調和機１００は、室内の過度な冷やし込みを防止するため、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、空気調和機１００の設定温度Ｔｓｅｔに対してある一定の幅を持たせて圧縮機１０の運転を制御する。なお、設定温度Ｔｓｅｔは、目標となる室内温度であり、例えば、予め記憶部７２に記憶されていてもよく、あるいは、ユーザがリモコン等の操作装置を操作することによって制御装置７０の記憶部７２等に記憶されてもよい。また、ある一定の幅は、設定値α［℃］として予め記憶部７２に記憶されている。この設定値α［℃］の値は、ユーザによって変更されてもよく、空気調和機１００の運転に伴い制御装置７０によって変更されてもよい。設定値α［℃］は、例えば、０．５［℃］あるいは１［℃］である。

室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ－αの温度よりも低い温度になると、運転状態判定部７１は、冷房負荷が小さくなった場合であると判断し、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、圧縮機１０の運転を止めて、冷房運転を停止する。なお、この制御装置７０が冷房運転を停止する温度をｏｆｆ点という。また、その後、圧縮機１０の運転停止により、室内温度が徐々に上昇し、室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ＋αよりも高い温度になると、運転状態判定部７１は、冷房負荷が大きくなった場合であると判断し、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、圧縮機１０の運転を開始し、冷房運転を再開する。なお、この冷房運転を開始する温度をｏｎ点という。空気調和機１００は、このような動作を行うため、低負荷の場合には、冷房運転のｏｎ－ｏｆｆを繰り返す断続運転が行われる。

＜暖房運転の場合の断続運転＞
空気調和機１００の暖房能力に対して負荷が小さい場合、負荷に対して暖房能力が大きいため、徐々に室内温度が上昇していく。空気調和機１００は、室内の過度な暖房を防止するため、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、空気調和機１００の設定温度Ｔｓｅｔに対してある一定の幅α［℃］を持たせて圧縮機１０の運転を制御する。

室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ＋αの温度よりも高い温度になると、運転状態判定部７１は、暖房負荷が小さくなった場合であると判断し、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、圧縮機１０の運転を止めて、暖房運転を停止する。なお、この制御装置７０が暖房運転を停止する温度をｏｆｆ点という。また、その後、圧縮機１０の運転停止により、室内温度が徐々に低下し、室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ－αよりも低い温度になると、運転状態判定部７１は、暖房負荷が大きくなった場合であると判断し、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、圧縮機１０の運転を開始し、暖房運転を再開する。なお、この暖房運転を開始する温度をｏｎ点という。空気調和機１００は、このような動作を行うため、低負荷の場合には、暖房運転のｏｎ－ｏｆｆを繰り返す断続運転が行われる。

＜空気調和機１００の冷房運転時の動作＞
図５は、実施の形態に係る空気調和機１００の冷房運転時の動作を説明する図である。図５を用いて、空気調和機１００の冷房運転時の動作について説明する。図５の横軸は、時間ｔｍを表している。図５は、（ａ）～（ｄ）において、時間ｔｍに対して４つの指標の関係を示している。

図５の（ａ）の縦軸は冷房負荷を表しており、図５の（ａ）は、時間ｔｍと冷房負荷との関係を示している。図５の（ｂ）の縦軸は室内温度ｔｒ［℃］を表しており、図５の（ｂ）は、時間ｔｍと室内温度ｔｒ［℃］との関係を示している。図５の（ｃ）の縦軸は能力Ｑ［ｋＷ］を表しており、図５の（ｃ）は、時間ｔｍと能力Ｑ［ｋＷ］との関係を示している。図５の（ｄ）の縦軸は圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を表しており、図５の（ｄ）は、時間ｔｍと圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］との関係を示している。

図５に示すように空気調和機１００の動作は、時間ｔｍの経過において区間１～区間５の５つの区間の動作を有している。図５を用いて、区間１～区間５の５つの区間における空気調和機１００の動作について説明する。

（区間１）
区間１は、図５の（ａ）に示すように冷房負荷が大きく、空気調和機１００は、圧縮機１０の連続運転を行うことが可能な状態である。空気調和機１００の圧縮機制御部７４は、設定温度Ｔｓｅｔとなるように圧縮機１０の周波数［Ｈｚ］を制御しているため、負荷の変動に応じて周波数［Ｈｚ］が変化する。具体的には、（ｄ）に示すように、時間ｔｍの経過とともに、圧縮機１０の周波数［Ｈｚ］は低下する。なお、区間１では、圧縮機１０の運転の開始直後であって、圧縮機１０の運転を開始してからあまり時間ｔｍが経過していないため、（ｂ）に示すように室内温度ｔｒ［℃］はまだ低下していない。

（区間２）
区間２では、（ａ）に示すように負荷が徐々に小さくなり、（ｄ）に示すように圧縮機１０は、動作可能な下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に張り付く運転となる。その後、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］で運転した際の能力よりも負荷が小さくなると、能力Ｑが過多な状態となるため、冷房の場合、室内温度ｔｒ［℃］は徐々に低下していき、室内温度ｔｒ［℃］がｏｆｆ点に到達する。室内温度ｔｒ［℃］がｏｆｆ点に到達すると、区間３以降の（ｄ）に示すように、圧縮機１０は断続運転を開始する。なお、（ｄ）において、圧縮機１０の周波数［Ｈｚ］が０の位置では、圧縮機１０は運転を停止している。

（区間３）
区間３は、圧縮機１０が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］で断続運転する区間である。区間３では、圧縮機１０が運転を行っている場合には、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］と下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］とが同じ周波数である。なお、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］と下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］とが同じ周波数である場合の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を最低周波数Ｆｍｉｎ１［Ｈｚ］とする。ここで、負荷によっては、断続運転する際の圧縮機１０の運転を開始するｏｎ点の周波数は、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも高い方が、断続運転となるｏｎ－ｏｆｆ運転の平均ＣＯＰが高くなる場合がある。そのため、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、後述する方法でｏｎ－ｏｆｆ運転時における圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変化させる。

（区間４）
区間４は、区間３で圧縮機１０の運転を行った結果、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた方がよいと判断し、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた場合の結果を示している。ここでは、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を、最低周波数Ｆｍｉｎ１［Ｈｚ］よりも高い周波数である最低周波数Ｆｍｉｎ２［Ｈｚ］に変更している。最低周波数Ｆｍｉｎ２［Ｈｚ］は、負荷に対して必要な周波数よりも大きい周波数である。すなわち、区間４では負荷に対し、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を必要以上に大きい周波数に設定してしまった場合を示している。なお、制御装置７０による最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の変更方法については、後述する。

最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が負荷に対して大きい数値であると、図５の（ｂ）及び（ｃ）で示すように、冷凍サイクルが安定する前に室内温度ｔｒ［℃］がｏｆｆ点に到達してしまう。冷凍サイクルの安定性は、図５の（ｃ）の曲線で示される。（ｃ）において、時間ｔｍの経過に対して能力Ｑ［ｋＷ］が一定である場合に冷凍サイクルは安定している。すなわち、図５の（ｃ）において、曲線が水平の直線に近い直線で示されている部分において冷凍サイクルは安定している。

（区間５）
区間５は、区間４における圧縮機１０の運転を行った結果を受けて、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた場合の結果を示している。区間５では、図５の（ｄ）に示すように、制御装置７０は、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が、区間３における圧縮機１０を運転させた最低周波数Ｆｍｉｎ１［Ｈｚ］よりも高い値で、圧縮機１０を運転させている。また、制御装置７０は、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が、区間４における圧縮機１０を運転させた最低周波数Ｆｍｉｎ２［Ｈｚ］よりも低い値で、圧縮機１０を運転させている。

図５の（ｃ）に示すように、区間５では、区間４と比較して、図５の（ｃ）の曲線が水平の直線に近い直線部分を多く含んでおり、区間４と比較して、空気調和機１００の冷凍サイクルが安定している。また、区間５では、区間３に比べて冷凍サイクルが早期に安定し、また、区間５における安定時の能力が区間３における安定時の能力よりも高い。そのため、空気調和機１００は、平均ＣＯＰを高めることができる。

＜空気調和機１００の暖房運転時の動作＞
図６は、実施の形態に係る空気調和機１００の暖房運転時の動作を説明する図である。図６を用いて、空気調和機１００の暖房運転時の動作について説明する。なお、図６の（ａ）～（ｄ）は、図５の（ａ）～（ｄ）に相当する。

（区間１）
区間１は、図６の（ａ）に示すように暖房負荷が大きく、空気調和機１００は、圧縮機１０の連続運転を行うことが可能な状態である。空気調和機１００の圧縮機制御部７４は、設定温度Ｔｓｅｔとなるように圧縮機１０の周波数［Ｈｚ］を制御しているため、負荷の変動に応じて周波数［Ｈｚ］が変化する。具体的には、（ｄ）に示すように、時間ｔｍの経過とともに、圧縮機１０の周波数［Ｈｚ］は低下する。なお、区間１では、圧縮機１０の運転の開始直後であって、圧縮機１０の運転を開始してからあまり時間ｔｍが経過していないため、（ｂ）に示すように室内温度ｔｒ［℃］はまだ上昇していない。

（区間２）
区間２では、（ａ）に示すように負荷が徐々に小さくなり、（ｄ）に示すように圧縮機１０は、動作可能な下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に張り付く運転となる。その後、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］で運転した際の能力よりも負荷が小さくなると、能力Ｑが過多な状態となるため、暖房の場合、室内温度ｔｒ［℃］は徐々に上昇していき、室内温度ｔｒ［℃］がｏｆｆ点に到達する。室内温度ｔｒ［℃］がｏｆｆ点に到達すると、区間３以降の（ｄ）に示すように、圧縮機１０は断続運転を開始する。

（区間３）
区間３は、圧縮機１０が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］で断続運転する区間である。区間３では、圧縮機１０が運転を行っている場合には、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ１［Ｈｚ］と下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］とが同じ周波数である。ここで、負荷によっては、断続運転する際の圧縮機１０の運転を開始するｏｎ点の周波数は、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも高い方が、断続運転となるｏｎ－ｏｆｆ運転の平均ＣＯＰが高くなる場合がある。そのため、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、後述する方法でｏｎ－ｏｆｆ運転時における圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変化させる。

（区間４）
区間４は、区間３で圧縮機１０の運転を行った結果、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた方がよいと判断し、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた場合の結果を示している。ここでは、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を、最低周波数Ｆｍｉｎ１［Ｈｚ］よりも高い周波数である最低周波数Ｆｍｉｎ２［Ｈｚ］に変更している。区間４では負荷に対し、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を必要以上に大きい周波数に設定してしまった場合を示している。

最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が負荷に対して大きい数値であると、図６の（ｂ）及び（ｃ）で示すように、冷凍サイクルが安定する前に室内温度ｔｒ［℃］がｏｆｆ点に到達してしまう。

（区間５）
区間５は、区間４における圧縮機１０の運転を行った結果を受けて、制御装置７０が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた場合の結果を示している。区間５では、図６の（ｄ）に示すように、制御装置７０は、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が、区間３における圧縮機１０を運転させた最低周波数Ｆｍｉｎ１［Ｈｚ］よりも高い値で、圧縮機１０を運転させている。また、制御装置７０は、圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が、区間４における圧縮機１０を運転させた最低周波数Ｆｍｉｎ２［Ｈｚ］よりも低い値で、圧縮機１０を運転させている。

図６の（ｃ）に示すように、区間５では、区間４と比較して、図６の（ｃ）の曲線が水平の直線に近い直線部分を多く含んでおり、区間４と比較して、空気調和機１００の冷凍サイクルが安定している。また、区間５では、区間３に比べて冷凍サイクルが早期に安定し、また、区間５における安定時の能力が区間３における安定示の能力よりも高い。そのため、空気調和機１００は、平均ＣＯＰを高めることができる。

（最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の変更方法）
図５及び図６では、圧縮機１０の制御装置７０が、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更しているが、この最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の変更方法について説明する。空気調和機１００の制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の変更に関し、冷凍サイクルの時定数Ｔ［ｓ］を試算し、時定数Ｔと圧縮機１０の断続運転時間ｔとを比較し、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を変更する。なお、時定数Ｔ［ｓ］は、冷凍サイクルでの冷媒循環における冷暖房能力安定までの応答値である。また、断続運転時間ｔは、圧縮機１０において断続運転が行われている間の運転時間である。制御装置７０は、断続運転の際に、圧縮機１０の運転開始時から圧縮機１０の運転停止時までの断続運転時間ｔを測定する。時定数Ｔ［ｓ］の求め方と、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の変更方法を以下に説明する。

（時定数Ｔの求め方）
圧縮機１０が停止している状態から圧縮機１０を起動させると、能力Ｑ［ｋＷ］は少しずつ上昇する。冷凍サイクルで構築された空気調和機１００の場合、図５の（ｃ）における区間３～区間５に示すように、その能力Ｑの上がり方は１次遅れ系の波形となる。この波形の時定数Ｔ［ｓ］は、冷媒回路６０内を流れる冷媒循環流量を循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］、冷媒回路６０内に封入された冷媒量を冷媒量Ｍ［ｋｇ］とすると以下の式（１）で示すことができる。

Ｔ＝Ｍ／Ｇｒ …（１）

この循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］は、以下の式（２）で示すことができる。式２において、圧縮機１０の回転数を圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］、圧縮機１０のストロークボリュームをストロークボリュームＶｓｔ［ｍ^３］、吸入密度を吸入密度ρｓ[ｋｇ／ｍ^３]、及び、圧縮機１０の体積効率を体積効率ηｖ［－］とする。

Ｇｒ＝ρｓ×Ｆａ×Ｖｓｔ×ηｖ …（２）

吸入密度ρｓ[ｋｇ／ｍ^３]は、飽和ガス密度と仮定すると蒸発温度ＥＴ［℃］から試算することができるので、以下の式（３）に示すように蒸発温度ＥＴ［℃］の関数で示される。

ρｓ＝ｆ（ＥＴ） …（３）

したがって、冷房運転時には、低圧側に設置された室内温度センサ５１で測定する蒸発温度ＥＴと、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］とを入力することで時定数Ｔ［ｓ］を算出することができる。また、暖房運転時には、低圧側に設置された室外温度センサ３１で測定する蒸発温度ＥＴと、圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］とを入力することで時定数Ｔ［ｓ］を算出することができる。すなわち、制御装置７０は、冷暖房能力を表す波形における立ち上がり時の時定数Ｔ［ｓ］を室内温度センサ５１又は室外温度センサ３１による測定値から算出する。

（最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の決定方法）
制御装置７０の運転状態判定部７１は、空気調和機１００における現在の圧縮機１０の圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を特定する。そして、制御装置７０の運転状態判定部７１は、前述したように、蒸発温度ＥＴ［℃］及び圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］の値を用いて循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］を算出し、循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］と冷媒量Ｍ［ｋｇ］から時定数Ｔ［ｓ］を算出する。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、この時定数Ｔ［ｓ］から、以下の式（４）及び式（５）で示す第１判定値Ｔａ及び第２判定値Ｔｂを算出する。なお、第１判定値Ｔａ及び第２判定値Ｔｂは、圧縮機１０が断続運転を行う際に圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を変更する際に用いられる。より詳細には、第１判定値Ｔａ及び第２判定値Ｔｂは、圧縮機１０の断続運転時において、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更する判断の基準となる値である。式（４）における第１定数Ａは、例えば５～７の数値、及び、式（５）における第２定数Ｂは、例えば２～３の数値とすることが望ましい。式（４）に示すように、制御装置７０の運転状態判定部７１は、時定数Ｔ［ｓ］に予め設定された第１定数Ａを乗算して第１判定値Ｔａを算出する。式（５）に示すように、制御装置７０の運転状態判定部７１は、時定数Ｔに第１定数Ａよりも小さい値である予め設定された第２定数Ｂを乗算して第２判定値Ｔｂを算出する。

Ｔａ＝Ａ×Ｔ …（４）
Ｔｂ＝Ｂ×Ｔ …（５）

制御装置７０は、冷凍サイクルでの冷媒循環における安定までの応答値である時定数Ｔ［ｓ］に、予め設定された第１定数Ａを乗算して得られた第１判定値Ｔａと、時定数Ｔ［ｓ］に第１定数Ａよりも小さい値である予め設定された第２定数Ｂを乗算して得られた第２判定値Ｔｂとを有する。

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、室内吸込温度センサ５２によって測定された室内温度ｔｒ［℃］と記憶部７２に記憶されている設定温度Ｔｓｅｔ［℃］とを比較する。そして、運転状態判定部７１が以下の状態Ｔ１又は状態Ｔ２となったと判断したら、圧縮機制御部７４は圧縮機１０をｏｎの状態にして、圧縮機１０を起動する。

ここで、状態Ｔ１は、冷房運転時に室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度となった場合である。また、状態Ｔ２は、暖房運転時に室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度となった場合である。

制御装置７０の圧縮機制御部７４が圧縮機１０を起動すると、制御装置７０の計時部７３は、断続運転時間ｔの計測を開始する。運転状態判定部７１は、計時部７３により計測された断続運転時間ｔを最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の変更に利用する。

圧縮機１０は、起動後しばらく運転を継続する。制御装置７０の運転状態判定部７１は、室内吸込温度センサ５２によって測定された室内温度ｔｒ［℃］と記憶部７２に記憶されている設定温度Ｔｓｅｔ［℃］とを比較する。そして、運転状態判定部７１が以下の状態Ｔ３又は状態Ｔ４となったと判断したら、圧縮機制御部７４は圧縮機１０をｏｆｆの状態にして、圧縮機１０の運転を停止する。また、運転状態判定部７１が以下の状態Ｔ３又は状態Ｔ４となったと判断したら、計時部７３は断続運転時間ｔの測定を終了する。

ここで、状態Ｔ３は、冷房運転時に室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度となった場合である。また、状態Ｔ４は、暖房運転時に室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度となった場合である。

図７は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が低すぎる場合の断続運転時の運転波形である。図７の（ｂ）の縦軸は室内温度ｔｒ［℃］を表しており、図７の（ｂ）は、時間ｔｍと室内温度ｔｒ［℃］との関係を示している。図７の（ｃ）の縦軸は能力Ｑ［ｋＷ］を表しており、図７の（ｃ）は、時間ｔｍと能力Ｑ［ｋＷ］との関係を示している。図７の（ｄ）の縦軸は圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を表しており、図７の（ｄ）は、時間ｔｍと圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］との関係を示している。

図７に示すように、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と等しい場合のように、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が低すぎる場合、図７の（ｃ）に示すように、冷凍サイクルが安定して動く区間が長くなる。制御装置７０の運転状態判定部７１は、断続運転時間ｔが時定数Ｔから算出される第１判定値Ｔａよりも大きい場合（断続運転時間ｔ＞第１判定値Ｔａ）、冷凍サイクルが安定して動く区間が長いと判断する。

冷凍サイクルが安定して動く区間が長いと運転状態判定部７１が判断した場合、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させて、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。すなわち、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判断した場合、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させて、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。

図８は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が高すぎる場合の断続運転時の運転波形である。図８の（ｂ）の縦軸は室内温度ｔｒ［℃］を表しており、図８の（ｂ）は、時間ｔｍと室内温度ｔｒ［℃］との関係を示している。図８の（ｃ）の縦軸は能力Ｑ［ｋＷ］を表しており、図８の（ｃ）は、時間ｔｍと能力Ｑ［ｋＷ］との関係を示している。図８の（ｄ）の縦軸は圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を表しており、図８の（ｄ）は、時間ｔｍと圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］との関係を示している。

図８に示すように、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］と等しい場合のように、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が高すぎる場合、図８の（ｃ）に示すように、冷凍サイクルが安定した後の運転が短く、図８の（ｄ）に示すように圧縮機１０の発停が頻繁に起きている。制御装置７０の運転状態判定部７１は、断続運転時間ｔが時定数Ｔから算出される第２判定値Ｔｂよりも小さい場合（断続運転時間ｔ＜第２判定値Ｔｂ）、冷凍サイクルが安定した後の運転が短く、圧縮機１０の発停が頻繁に起きている状態であると判断する。

冷凍サイクルが安定した後の運転が短く、圧縮機１０の発停が頻繁に起きている状態であると運転状態判定部７１が判断した場合、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させる。圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させることによって、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。すなわち、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判断した場合、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させて、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。

図９は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が適切な場合の断続運転時の運転波形である。図９の（ｂ）の縦軸は室内温度ｔｒ［℃］を表しており、図９の（ｂ）は、時間ｔｍと室内温度ｔｒ［℃］との関係を示している。図９の（ｃ）の縦軸は能力Ｑ［ｋＷ］を表しており、図９の（ｃ）は、時間ｔｍと能力Ｑ［ｋＷ］との関係を示している。図９の（ｄ）の縦軸は圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を表しており、図９の（ｄ）は、時間ｔｍと圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］との関係を示している。

上述したように、制御装置７０は、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判断した場合、設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を変更し、新たに設定する最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を、現在設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値よりも増加させる。すなわち、制御装置７０は、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判断した場合、次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させる。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の増加幅は、設定増加幅βとして、予め記憶部７２に記憶されている。設定増加幅βは、１Ｈｚ～５Ｈｚ程度の幅であるが、当該幅に限定されるものではない。

また、制御装置７０は、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判断した場合、設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を変更し、新たに設定する最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を、現在設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値よりも減少させる。すなわち、制御装置７０は、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判断した場合、次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させる。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の減少幅は、設定減少幅γとして、予め記憶部７２に記憶されている。設定減少幅γは、１Ｈｚ～５Ｈｚ程度の幅であるが、当該幅に限定されるものではない。

空気調和機１００の制御装置７０は、このように最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更することによって、現時点での最適な最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を決定する。制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更することによって、現時点での最適な最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を決定し、図９に示すように、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。

なお、制御装置７０は、圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた結果、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも高い値となる場合（最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］＞ＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］）、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］としてＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］の値を用いる。

また、制御装置７０は、圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた結果、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも低い値となる場合（最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］＜下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］）、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］として下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］の値を用いる。

制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をこのように決定することによって、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］以上であって、ＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］以下となるように最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を決定する（下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］≦最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］≦ＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］）。

なお、冷凍サイクルにおけるＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］の数値は、冷凍サイクルの運転状態によって変化するため、室内温度センサ５１及び室外温度センサ３１の検出値を用いてＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］の数値を変更してもよい。

（冷房運転時の制御フロー）
図１０は、実施の形態に係る空気調和機１００の、冷房運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更する制御フローを示す図である。空気調和機１００の制御装置７０は、冷房運転中に図１０に示すような制御を行う。

空気調和機１００が冷房運転を行う場合には、室内温度センサ５１は、蒸発温度ＥＴ［℃］を測定する（ステップＳ１）。室内温度センサ５１で測定された蒸発温度ＥＴは、制御装置７０で受信され、運転状態判定部７１の判定に利用される。次に、空気調和機１００の制御装置７０は、圧縮機１０の圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を特定する（ステップＳ２）。圧縮機１０は、インバータ制御されている。圧縮機１０は、ＣＰＵで演算された目標周波数で動いているため、ＣＰＵで指示している周波数を圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］として特定する。制御装置７０は、ＣＰＵで指示している圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を使って式（２）等の演算を行う。

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、上述した式（２）に基づき、冷媒回路６０を流れる冷媒の循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］を算出する（ステップＳ３）。

Ｇｒ＝ρｓ×Ｆａ×Ｖｓｔ×ηｖ …（２）

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、上述した式（１）に基づき、時定数Ｔ［ｓ］を算出する（ステップＳ４）。時定数Ｔ［ｓ］は、冷媒回路６０内を流れる冷媒の循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］、及び、冷媒回路６０内に封入された冷媒量Ｍ［ｋｇ］によって算出される。

Ｔ＝Ｍ／Ｇｒ …（１）

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、上述した式（４）に基づき第１判定値Ｔａを算出し、上述した式（５）に基づき第２判定値Ｔｂを算出する（ステップＳ５）。第１判定値Ｔａは、時定数Ｔ［ｓ］及び第１定数Ａによって算出される。第１定数Ａは、例えば５～７の値である。第２判定値Ｔｂは、時定数Ｔ［ｓ］及び第２定数Ｂによって算出される。第２定数Ｂは、例えば２～３の値である。

Ｔａ＝Ａ×Ｔ …（４）
Ｔｂ＝Ｂ×Ｔ …（５）

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっているか否かを判定する（ステップＳ６）。室内温度ｔｒ［℃］は、室内吸込温度センサ５２によって検知される。室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ６がＹＥＳの場合）、制御装置７０はステップＳ７に進む。

室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合、冷房負荷が大きくなった場合であると判断し、圧縮機制御部７４は圧縮機１０をｏｎの状態にして、圧縮機１０を起動する（ステップＳ７）。次に、ステップＳ７において制御装置７０の圧縮機制御部７４が圧縮機１０を起動すると、制御装置７０の計時部７３は、断続運転時間ｔの測定を開始する（ステップＳ８）。すなわち、制御装置７０は、冷房運転の断続運転の際に、ステップＳ６がＹＥＳの場合、圧縮機１０の運転を開始して、断続運転時間ｔの測定を開始する。ステップＳ６がＹＥＳの場合とは、室内吸込温度センサ５２により測定された室内温度が、室内の設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して予め定められた設定幅である設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっている場合である。

室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっていないと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ６がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳ９に進む。あるいは、ステップＳ８において制御装置７０の計時部７３が断続運転時間ｔの測定を開始すると、制御装置７０はステップＳ９に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっているか否かを判定する（ステップＳ９）。室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ９がＹＥＳの場合）、制御装置７０はステップＳ１０に進む。

室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合、冷房負荷が小さくなった場合であると判断して、圧縮機制御部７４は圧縮機１０をｏｆｆの状態にして、圧縮機１０を停止する（ステップＳ１０）。次に、ステップＳ１０において制御装置７０の圧縮機制御部７４が圧縮機１０を停止すると、制御装置７０の計時部７３は、断続運転時間ｔの測定を終了する（ステップＳ１１）。すなわち、制御装置７０は、断続運転時間ｔの測定の開始後、ステップＳ９がＹＥＳの場合、圧縮機１０の運転を停止し、断続運転時間ｔの測定を終了する。ステップＳ９がＹＥＳの場合とは、室内吸込温度センサ５２により測定された室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっている場合である。

ステップＳ１１において制御装置７０の計時部７３が断続運転時間ｔの測定を終了すると、制御装置７０の運転状態判定部７１は、計時部７３によって測定された断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。

制御装置７０は、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判断した場合（ステップＳ１２がＹＥＳの場合）、設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を変更し、新たに設定する最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を、現在設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値よりも増加させる。すなわち、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１２がＹＥＳの場合）、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させる（ステップＳ１３）。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の増加幅は、設定増加幅βとして、予め記憶部７２に記憶されている。なお、増加させた最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａ以下であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１２がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳ１４に進む。あるいは、ステップＳ１３において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させると、制御装置７０はステップＳ１４に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、計時部７３によって測定された断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１４）。

制御装置７０は、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判断した場合（ステップＳ１４がＹＥＳの場合）、設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を変更し、新たに設定する最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を、現在設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値よりも減少させる。すなわち、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１４がＹＥＳの場合）、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させる（ステップＳ１５）。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の減少幅は、設定減少幅γとして、予め記憶部７２に記憶されている。なお、減少させた最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂ以上であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１４がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳ１６に進む。あるいは、ステップＳ１５において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させると、制御装置７０はステップＳ１６に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１６）。

現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１６がＹＥＳの場合）、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］に設定する（ステップＳ１７）。すなわち、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた場合に、断続運転の際の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］と、エネルギー消費効率が最大となるＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］とを比較する。そして、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］と同じ値に設定する。なお、設定した最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］以下であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１６がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳ１８に進む。あるいは、ステップＳ１７において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］に設定すると、制御装置７０はステップＳ１８に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１８）。

現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１８がＹＥＳの場合）、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に設定する（ステップＳ１９）。すなわち、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた場合に、断続運転の際の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］と、圧縮機１０を運転するために必要な下限の周波数となる下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］とを比較する。そして、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と同じ値に設定する。なお、設定した最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］以上であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳ１８がＮＯの場合）、制御装置７０は最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を現時点の設定値に維持したまま冷房運転を継続する。あるいは、ステップＳ１９において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に設定すると、制御装置７０は最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に維持したまま冷房運転を継続する。そして、空気調和機１００は、冷房運転中、常時ステップＳ１～ステップＳ１９の動作を行う。

（暖房運転時の制御フロー）
図１１は、実施の形態に係る空気調和機１００の、暖房運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更する制御フローを示す図である。空気調和機１００の制御装置７０は、暖房運転中に図１１に示すような制御を行う。

空気調和機１００が暖房運転を行う場合には、室内温度センサ５１は、蒸発温度ＥＴ［℃］を測定する（ステップＳＴ１）。次に、空気調和機１００の制御装置７０は、圧縮機１０の圧縮機周波数Ｆａ［Ｈｚ］を特定する（ステップＳＴ２）。

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、上述した式（２）に基づき、冷媒回路６０を流れる冷媒の循環流量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］を算出する（ステップＳＴ３）。次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、上述した式（１）に基づき、時定数Ｔ［ｓ］を算出する（ステップＳＴ４）。

Ｇｒ＝ρｓ×Ｆａ×Ｖｓｔ×ηｖ …（２）
Ｔ＝Ｍ／Ｇｒ …（１）

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、上述した式（４）に基づき第１判定値Ｔａを算出し、上述した式（５）に基づき第２判定値Ｔｂを算出する（ステップＳＴ５）。第１判定値Ｔａは、時定数Ｔ［ｓ］及び第１定数Ａによって算出される。第１定数Ａは、例えば５～７の値である。第２判定値Ｔｂは、時定数Ｔ［ｓ］及び第２定数Ｂによって算出される。第２定数Ｂは、例えば２～３の値である。

Ｔａ＝Ａ×Ｔ …（４）
Ｔｂ＝Ｂ×Ｔ …（５）

次に、制御装置７０の運転状態判定部７１は、室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっているか否かを判定する（ステップＳＴ６）。室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ６がＹＥＳの場合）、制御装置７０はステップＳＴ７に進む。

室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合、暖房負荷が大きくなった場合であると判断して、圧縮機制御部７４は圧縮機１０をｏｎの状態にして、圧縮機１０を起動する（ステップＳＴ７）。次に、ステップＳＴ７において制御装置７０の圧縮機制御部７４が圧縮機１０を起動すると、制御装置７０の計時部７３は、断続運転時間ｔの測定を開始する（ステップＳＴ８）。すなわち、制御装置７０は、暖房運転の断続運転の際に、ステップＳＴ６がＹＥＳの場合、圧縮機１０の運転を開始して、断続運転時間ｔの測定を開始する。ステップＳＴ６がＹＥＳの場合とは、室内吸込温度センサ５２により測定された室内温度が、室内の設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して予め定められた設定幅である設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっている場合である。

室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっていないと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ６がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳＴ９に進む。あるいは、ステップＳＴ８において制御装置７０の計時部７３が断続運転時間ｔの測定を開始すると、制御装置７０はステップＳＴ９に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっているか否かを判定する（ステップＳＴ９）。室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ９がＹＥＳの場合）、制御装置７０はステップＳＴ１０に進む。

室内温度ｔｒ［℃］が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっていると運転状態判定部７１が判定した場合、暖房負荷が小さくなった場合であると判断して、圧縮機制御部７４は圧縮機１０をｏｆｆの状態にして、圧縮機１０を停止する（ステップＳＴ１０）。次に、ステップＳＴ１０において制御装置７０の圧縮機制御部７４が圧縮機１０を停止すると、制御装置７０の計時部７３は、断続運転時間ｔの測定を終了する（ステップＳＴ１１）。すなわち、制御装置７０は、断続運転時間ｔの測定の開始後、ステップＳＴ９がＹＥＳの場合、圧縮機１０の運転を停止し、断続運転時間ｔの測定を終了する。ステップＳＴ９がＹＥＳの場合とは、室内吸込温度センサ５２により測定された室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっている場合である。

ステップＳＴ１１において制御装置７０の計時部７３が断続運転時間ｔの測定を終了すると、制御装置７０の運転状態判定部７１は、計時部７３によって測定された断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。

制御装置７０は、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判断した場合（ステップＳＴ１２がＹＥＳの場合）、設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を変更し、新たに設定する最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を、現在設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値よりも増加させる。すなわち、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１２がＹＥＳの場合）、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させる（ステップＳＴ１３）。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の増加幅は、設定増加幅βとして、予め記憶部７２に記憶されている。なお、増加させた最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａ以下であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１２がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳＴ１４に進む。あるいは、ステップＳＴ１３において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させると、制御装置７０はステップＳＴ１４に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、計時部７３によって測定された断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。

制御装置７０は、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判断した場合（ステップＳＴ１４がＹＥＳの場合）、設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を変更し、新たに設定する最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値を、現在設定されている最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の値よりも減少させる。すなわち、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１４がＹＥＳの場合）、制御装置７０の圧縮機制御部７４は、次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させる（ステップＳＴ１５）。最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］の減少幅は、設定減少幅γとして、予め記憶部７２に記憶されている。なお、減少させた最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂ以上であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１４がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳＴ１６に進む。あるいは、ステップＳＴ１５において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させると、制御装置７０はステップＳＴ１６に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。

最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１６がＹＥＳの場合）、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］に設定する（ステップＳＴ１７）。すなわち、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた場合に、断続運転の際の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］と、エネルギー消費効率が最大となるＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］とを比較する。そして、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］と同じ値に設定する。なお、設定した最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］以下であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１６がＮＯの場合）、制御装置７０はステップＳＴ１８に進む。あるいは、ステップＳＴ１７において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］に設定すると、制御装置７０はステップＳＴ１８に進む。

制御装置７０の運転状態判定部７１は、現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。

最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さいと運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１８がＹＥＳの場合）、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に設定する（ステップＳＴ１９）。すなわち、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた場合に、断続運転の際の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］と、圧縮機１０を運転するために必要な下限の周波数となる下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］とを比較する。そして、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と同じ値に設定する。なお、設定した最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］は、次のｏｎ点に達したときに用いる圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］である。

現時点での最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］以上であると運転状態判定部７１が判定した場合（ステップＳＴ１８がＮＯの場合）、制御装置７０は最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を現時点の設定値に維持したまま暖房運転を継続する。あるいは、ステップＳＴ１９において圧縮機制御部７４が最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に設定すると、制御装置７０は最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］に維持したまま暖房運転を継続する。そして、空気調和機１００は、暖房運転中、常時ステップＳＴ１～ステップＳＴ１９の動作を行う。

＜空気調和機１００の作用効果＞
空気調和機１００の制御装置７０は、冷暖房能力を表す波形における立ち上がり時の時定数Ｔ［ｓ］を室内温度センサ５１又は室外温度センサ３１による測定値から算出する。また、制御装置７０は、算出した時定数Ｔ［ｓ］に予め設定された第１定数Ａを乗算して第１判定値Ｔａを算出し、算出した時定数Ｔ［ｓ］に第１定数Ａよりも小さい値である予め設定された第２定数Ｂを乗算して第２判定値Ｔｂを算出する。また、制御装置７０は、断続運転の際に、圧縮機１０の運転開始時から圧縮機１０の運転停止時までの断続運転時間ｔを測定する。そして、制御装置７０は、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きい場合には次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加し、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さい場合には次の圧縮機１０の運転時の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させる。

図７に示すように、断続運転時間ｔが第１判定値Ｔａよりも大きいと制御装置７０が判断した場合、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させて、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。また、図８に示すように、断続運転時間ｔが第２判定値Ｔｂよりも小さいと制御装置７０が判断した場合、圧縮機制御部７４は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させて、冷凍サイクルを早期に安定させつつ、システムの性能が高い周波数で圧縮機１０の断続運転を行う。したがって、空気調和機１００は、制御装置７０が、断続運転の際に断続運転時間ｔに基づき圧縮機１０の最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を変更することによって、断続運転を行っても冷凍サイクルを早期に安定させ、効率のよい運転を行うことができる。

また、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた場合に、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］と同じ値に設定する。図４に示すように、ＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］は、エネルギー消費効率が最大となる周波数であるため、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を増加させた場合に、ＣＯＰが最大の状態に維持することができる。

また、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた場合に、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と同じ値に設定する。下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］は、圧縮機１０を運転するために必要な最低限の周波数であり、圧縮機１０の機器そのものを運転する際の下限の周波数である。そのため、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を減少させた場合に、断続運転の際の運転時においては、故障することなく安全に圧縮機１０を運転することができる。

また、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］がＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］よりも大きい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］をＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］と同じ値に設定する。また、制御装置７０は、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］が下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］よりも小さい場合には、最低周波数Ｆｍｉｎ［Ｈｚ］を下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と同じ値に設定する。そのため、制御装置７０は、圧縮機１０を運転する際には、下限周波数Ｆ２［Ｈｚ］と、ＣＯＰ最大周波数Ｆ１［Ｈｚ］との間で安定して圧縮機１０を運転することができる。

また、制御装置７０は、冷房運転時に室内温度が、室内の設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して予め定められた設定幅である設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度である場合、圧縮機１０の運転を開始して、断続運転時間ｔの測定を開始する。また、制御装置７０は、断続運転時間ｔの測定の開始後、室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度になっている場合には、圧縮機１０の運転を停止し、断続運転時間ｔの測定を終了する。したがって、空気調和機１００は、冷房運転時の断続運転を行うことができ、室内空間の過剰な冷却を抑制できる。

また、制御装置７０は、暖房運転時に室内温度が、室内の設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して予め定められた設定幅である設定値α［℃］を引いた温度よりも低い温度である場合、圧縮機１０の運転を開始して、断続運転時間ｔの測定を開始する。また、制御装置７０は、断続運転時間ｔの測定の開始後、室内温度が設定温度Ｔｓｅｔ［℃］に対して設定値α［℃］を足した温度よりも高い温度になっている場合には、圧縮機１０の運転を停止し、断続運転時間ｔの測定を終了する。したがって、空気調和機１００は、暖房運転時の断続運転を行うことができ、室内空間の過剰な暖房を抑制できる。

１０ 圧縮機、２０ 流路切替装置、３０ 室外熱交換器、３１ 室外温度センサ、３５ 室外送風機、４０ 減圧装置、５０ 室内熱交換器、５１ 室内温度センサ、５２ 室内吸込温度センサ、５５ 室内送風機、６０ 冷媒回路、６１ 第１延長配管、６２ 第２延長配管、６５ 冷媒配管、７０ 制御装置、７１ 運転状態判定部、７２ 記憶部、７３ 計時部、７４ 圧縮機制御部、７５ 減圧機構制御部、７６ 送風機制御部、１００ 空気調和機、１１０ 室外機、１２０ 室内機。

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器から流出した冷媒を減圧させる減圧装置と、
   前記減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器の冷媒温度を測定する温度センサと、
   前記圧縮機及び前記減圧装置を制御して暖房運転又は冷房運転を実行し、冷房負荷又は暖房負荷が小さくなった場合に前記圧縮機の運転を停止し、冷房負荷又は暖房負荷が大きくなった場合に前記圧縮機の運転を開始する断続運転を行い、前記断続運転において前記圧縮機の運転を行う場合に、前記圧縮機を運転するために設定された周波数の範囲の、下限の周波数として設定された最低周波数で前記断続運転を行う制御装置と、
   を有し、
   前記制御装置は、
   冷凍サイクルでの冷媒循環における冷暖房能力安定までの応答値である時定数であって、前記温度センサによる測定値から算出した冷暖房能力を表す波形における立ち上がり時の前記時定数に、予め設定された第１定数を乗算して得られた第１判定値と、
   前記時定数に前記第１定数よりも小さい値である予め設定された第２定数を乗算して得られた第２判定値と、
   を有し、
   前記断続運転における、前記圧縮機の運転開始時から前記圧縮機の運転停止時までの断続運転時間が前記第１判定値よりも大きい場合には、次の前記圧縮機の運転時の前記最低周波数を増加させ、前記断続運転時間が前記第２判定値よりも小さい場合には、次の前記圧縮機の運転時の前記最低周波数を減少させる空気調和機。
2. 前記制御装置は、
   前記最低周波数を増加させた場合に、
   前記断続運転の際の前記最低周波数と、エネルギー消費効率が最大となる最大周波数とを比較し、前記最低周波数が前記最大周波数よりも大きい場合には、前記最低周波数を前記最大周波数と同じ値に設定する請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御装置は、
   前記最低周波数を減少させた場合に、
   前記断続運転の際の前記最低周波数と、前記圧縮機を運転するために必要な下限の周波数となる下限周波数とを比較し、前記最低周波数が前記下限周波数よりも小さい場合には、前記最低周波数を前記下限周波数と同じ値に設定する請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記凝縮器又は前記蒸発器が配置された空調対象空間の室内温度を測定する室内吸込温度センサを有し、
   前記制御装置は、
   前記冷房運転の前記断続運転の際に、前記室内吸込温度センサにより測定された前記室内温度が、室内の設定温度に対して予め定められた設定幅である設定値を足した温度よりも高い温度になっている場合に、冷房負荷が大きくなった場合であると判断して前記圧縮機の運転を開始して、前記断続運転時間の測定を開始し、
   前記断続運転時間の測定の開始後、前記室内吸込温度センサにより測定された前記室内温度が前記設定温度に対して前記設定値を引いた温度よりも低い温度になっている場合には、冷房負荷が小さくなった場合であると判断して前記圧縮機の運転を停止し、前記断続運転時間の測定を終了する請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記凝縮器又は前記蒸発器が配置された空調対象空間の室内温度を測定する室内吸込温度センサを有し、
   前記制御装置は、
   前記暖房運転の前記断続運転の際に、前記室内吸込温度センサにより測定された前記室内温度が、室内の設定温度に対して予め定められた設定幅である設定値を引いた温度よりも低い温度になっている場合に、暖房負荷が大きくなった場合であると判断して前記圧縮機の運転を開始して、前記断続運転時間の測定を開始し、
   前記断続運転時間の測定の開始後、前記室内吸込温度センサにより測定された前記室内温度が前記設定温度に対して前記設定値を足した温度よりも高い温度になっている場合には、暖房負荷が小さくなった場合であると判断して前記圧縮機の運転を停止し、前記断続運転時間の測定を終了する請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機。

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