WO2018164253A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

空気調和装置（１）は、圧縮機（２１）、室外熱交換器（２４）、膨張機構（２５）及び室内熱交換器（４２）を有する冷媒回路（１０）と、冷媒回路（１０）の動作を制御する制御部（７）と、を含んでいる。制御部（７）は、冷房運転時に、冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように圧縮機（２１）の運転容量を制御する。そして、ここでは、制御部（７）が、目標蒸発温度を室内における不快指数に応じて高くなるように制限する蒸発温度制限制御を行う。

Description

空気調和装置

　本発明は、空気調和装置、特に、冷房運転時に冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように圧縮機の運転容量を制御する空気調和装置に関する。

　従来より、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器を有する冷媒回路と、冷媒回路の動作を制御する制御部と、を含んでおり、制御部が、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることによって室内の冷却を行う冷房運転時に、冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように圧縮機の運転容量を制御する空気調和装置がある。そして、このような空気調和装置として、特許文献１（特開２０１１－２５７１２６号公報）に示すように、室内温度と設定室内温度との温度差に基づいて、目標蒸発温度が設定されるものがある。

　上記特許文献１の空気調和装置では、室内温度と設定室内温度との温度差が大きい場合に目標蒸発温度が低く設定される。このため、例えば、室内温度に対して設定室内温度が過度に低く設定される等によって室内温度と設定室内温度との温度差が大きくなる場合には、これに応じて目標蒸発温度も過度に低く設定されることになり、その結果、室内が過度に冷却されることになる。これに対して、目標蒸発温度を高く設定することが考えられるが、単に目標蒸発温度を高く設定するだけでは、室内の過度な冷却を抑えることはできるが、室内を快適な状態まで冷却できなくなるおそれがある。

　本発明の課題は、冷房運転時に冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように圧縮機の運転容量を制御する空気調和装置において、室内を快適な状態にしつつ、室内の過度な冷却を抑えることにある。

　第１の観点にかかる空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器を有する冷媒回路と、冷媒回路の動作を制御する制御部と、を含んでいる。制御部は、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることによって室内の冷却を行う冷房運転時に、冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように圧縮機の運転容量を制御する。そして、ここでは、制御部が、目標蒸発温度を室内における不快指数に応じて高くなるように制限する蒸発温度制限制御を行う。

　ここでは、上記のように、蒸発温度制限制御を行うことによって、不快指数から見て室内が十分に冷却された状態である場合に、目標蒸発温度を高くすることができるため、室内の冷却を抑えることができる。逆に、不快指数から見て室内が十分に冷却されていない状態である場合には、目標蒸発温度を高くせずに室内の冷却を促して、室内を快適な状態まで冷却することができる。

　このように、ここでは、蒸発温度制限制御を行うことによって、室内を快適な状態にしつつ、室内の過度な冷却を抑えることができる。

　また、ここでは、蒸発温度制限制御によって目標蒸発温度を高くして圧縮機の運転容量を小さく抑えることができるため、圧縮機の消費動力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。また、圧縮機の運転容量を小さく抑えることによって、圧縮機の発停（すなわち、サーモオン及びサーモオフ）の繰り返しを少なくできるため、室内温度の変動を抑えることができる。

　第２の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、制御部が、室内温度と設定室内温度との温度差に基づいて目標蒸発温度を得る。

　上記のように、目標蒸発温度が室内温度と設定室内温度との温度差に基づいて設定される場合には、不快指数が考慮されないため、例えば、室内温度に対して設定室内温度が過度に低く設定される等によって室内温度と設定室内温度との温度差が大きくなる場合には、目標蒸発温度が低く設定されることになる。このため、不快指数から見て室内が十分に冷却された快適な状態になっている場合であっても、さらに室内が冷却されることになる。

　しかし、ここでは、上記のように、蒸発温度制限制御を行うことによって、目標蒸発温度を不快指数に応じて室内温度と設定室内温度との温度差に基づいて得られる値よりも高くすることができるため、室内を快適な状態にしつつ、室内の過度な冷却を抑えることができる。

　第３の観点にかかる空気調和装置は、第１又は第２の観点にかかる空気調和装置において、制御部が、目標蒸発温度の下限値である目標蒸発温度下限を高くすることによって蒸発温度制限制御を行う。

　ここでは、上記のように、目標蒸発温度の下限値である目標蒸発温度下限を設けることで蒸発温度制限制御を行うようにしているため、設定された目標蒸発温度が目標蒸発温度下限よりも低い場合には、目標蒸発温度を目標蒸発温度下限まで高くすることができる。逆に、設定された目標蒸発温度が目標蒸発温度下限以上である場合には、目標蒸発温度を設定された値のままで維持することができる。

　これにより、ここでは、目標蒸発温度の設定をできるだけ維持しながら、蒸発温度制限制御を行うことができる。

　第４の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、制御部が、不快指数を少なくとも室内温度及び室内湿度に基づいて得る。

　ここでは、上記のように、室内温度及び室内湿度に基づいて不快指数を得るようにしている。例えば、不快指数を室内温度及び室内湿度の関数の形で準備し、この関数に室内温度及び室内湿度を入力することによって、不快指数を得ることができる。尚、一般に、不快指数は、温度及び湿度のみの関数として表されるが、ここでは、「少なくとも」室内温度及び室内湿度を考慮して不快指数を得るものとし、例えば、風速のような温度及び湿度以外の要素も考慮して得る値も不快指数に含まれるものとする。

　これにより、ここでは、蒸発温度制限制御を行う際に、室内における不快指数を正確に考慮することができる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 蒸発温度制限制御を示すフローチャートである。 室内における不快指数と目標蒸発温度下限との関係を示す図である。

　以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

　（１）空気調和装置の構成
　図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、建物等の室内の空調を行う装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット４と、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続する液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と室内ユニット４とが液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されることによって構成されている。

　＜室内ユニット＞
　室内ユニット４は、建物等の室内に設置されている。室内ユニット４は、上記のように、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

　次に、室内ユニット４の構成について説明する。

　室内ユニットは、主として、室内熱交換器４２を有している。

　室内熱交換器４２は、冷房運転時に冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の蒸発器として機能して室内を冷却する熱交換器であり、その液側端が液冷媒連絡管５に接続され、ガス側端がガス冷媒連絡管６に接続されている。

　また、室内ユニット４は、室内ユニット４内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン４３を有している。すなわち、室内ユニット４は、室内熱交換器４２を流れる冷媒の加熱源としての室内空気を室内熱交換器４２に送るファンとして、室内ファン４３を有している。ここでは、室内ファン４３として、室内ファンモータ４４によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。

　また、室内ユニット４には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内ユニット４には、室内ユニット４内に吸入される室内空気の温度及び湿度（すなわち、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒ）を検出する室内温度センサ４５及び室内湿度センサ４６が設けられている。

　さらに、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４０を有している。そして、室内側制御部４０は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、通信線等を介して室外ユニット２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

　＜室外ユニット＞
　室外ユニット２は、建物等の室外に設置されている。室外ユニット２は、上記のように、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して室内ユニット４に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

　次に、室外ユニット２の構成について説明する。

　室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、室外熱交換器２４と、室外膨張弁２５と、を有している。

　圧縮機２１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。ここでは、圧縮機２１として、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機モータ２２によって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。また、ここでは、圧縮機モータ２２は、インバータ等により回転数（周波数）制御が可能になっており、これにより、圧縮機２１の運転容量制御が可能になっている。

　室外熱交換器２４は、冷房運転時に冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器として機能する熱交換器であり、そのガス側端が圧縮機２１の吐出側に接続されており、液側端が室外膨張弁２５に接続されている。

　室外膨張弁２５は、冷房運転時に冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧する膨張機構である。ここでは、室外膨張弁２５として、電動膨張弁が使用されている。室外膨張弁２５は、室外熱交換器２４の液側端と液冷媒連絡管５との間に接続されている。

　また、室外ユニット２は、室外ユニット２内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２４において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための室外ファン２６を有している。すなわち、室外ユニット２は、室外熱交換器２４を流れる冷媒の冷却源としての室外空気を室外熱交換器２４に送るファンとして、室外ファン２６を有している。ここでは、室外ファン２６として、室外ファンモータ２７によって駆動されるプロペラファン等が使用されている。

　また、室外ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット２には、圧縮機２１の吸入圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ２８が設けられている。

　さらに、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部２０を有している。そして、室外側制御部２０は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット４の室内側制御部４０との間で通信線等を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

　このように、空気調和装置１の冷媒回路１０は、室外ユニット２と室内ユニット４とが液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されることによって構成されており、圧縮機２１、室外熱交換器２４、膨張機構としての室外膨張弁２５、及び、室内熱交換器４２を有している。また、空気調和装置１は、室内側制御部４０と室外側制御部２０とが通信線等を介して接続されることによって構成された制御部７を有している。制御部７には、図２に示すように、各種センサ２８、４５、４６の検出信号を受けることができるように各種センサ２８、４５、４６に接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて冷媒回路１０（圧縮機２１や室外膨張弁２５）やファン２６、４３の動作を制御することができるように各種機器２１、２５、２６、４３に接続されている。そして、制御部７は、室内熱交換器４２を冷媒の蒸発器として機能させることによって室内の冷却を行う冷房運転等を行うことができるようになっている。

　（２）基本動作及び基本制御
　次に、空気調和装置１の冷房運転の基本動作について説明する。

　制御部７は、主として、冷媒回路１０に充填された冷媒を、圧縮機２１、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、液冷媒連絡管５、室内熱交換器４２、ガス冷媒連絡管６、圧縮機２１の順に循環させることによって冷房運転を行う。

　具体的には、圧縮機２１、室外ファン２６、及び、室内ファン４３を運転すると、冷媒回路１０内の冷媒は、まず、圧縮機２１に吸入されて冷凍サイクルにおける低圧から高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出されたガス状態の冷媒は、室外熱交換器２４のガス側端に流入する。室外熱交換器２４のガス側端に流入した冷媒は、室外熱交換器２４において、室外ファン２６によって供給される室外空気と熱交換を行って放熱して液状態の冷媒になり、室外熱交換器２４の液側端から流出する。室外熱交換器２４の液側端から流出した冷媒は、所定開度に調節された室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧され、液冷媒連絡管５を通じて、室内ユニット４に送られる。室内ユニット４に送られた冷媒は、室内熱交換器４２の液側端に流入する。室内熱交換器４２の液側端に流入した冷媒は、室内熱交換器４２において、室内ファン４３によって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発してガス状態の冷媒になり、室内熱交換器４２のガス側端から流出する。また、室内熱交換器４２において冷媒との熱交換によって冷却された室内空気は、室内に供給されて室内の冷却が行われる。室内熱交換器４２のガス側端から流出した冷媒は、ガス冷媒連絡管６を通じて、室外ユニット２に送られる。室外ユニット２に送られた冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。

　上記の冷房運転においては、以下のような基本制御が行われる。

　制御部７は、主として、リモコン（図示せず）等からの入力によって設定された設定室内温度Ｔｒｓに室内温度Ｔｒを近づける室内温度制御と、冷媒回路１０における冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓになるように圧縮機２１の運転容量を制御する蒸発温度制御と、を行う。

　室内温度制御は、室内温度Ｔｒが設定室内温度Ｔｒｓよりも高い場合には、上記の冷房運転の基本動作（圧縮機２１を運転して冷媒の循環を行わせる動作）を行い（サーモオン）、室内温度Ｔｒが設定室内温度Ｔｒｓに達した場合には、圧縮機２１を停止して冷媒の循環を止めて冷房運転を休止する（サーモオフ）制御である。これにより、室内温度Ｔｒが設定室内温度Ｔｒｓよりも高い場合には、室内温度Ｔｒを低くして設定室内温度Ｔｒｓに近づけることができ、室内温度Ｔｒが設定室内温度Ｔｒｓに達した場合には、室内温度Ｔｒの低下を抑えて室内温度Ｔｒが設定室内温度Ｔｒｓから遠ざからないようできる。このように、制御部７は、上記のようなサーモオン及びサーモオフを行うことによって、設定室内温度Ｔｒｓに室内温度Ｔｒを近づける室内温度制御を行っている。

　蒸発温度制御は、冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓよりも高い場合には、圧縮機２１の回転数（周波数）を大きくすることによって圧縮機２１の運転容量を大きくし、冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓよりも低い場合には、圧縮機２１の回転数（周波数）を小さくすることによって圧縮機２１の運転容量を小さくする制御である。これにより、冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓよりも高い場合には、冷媒の蒸発温度Ｔｅを低くして目標蒸発温度Ｔｅｓに近づけることができ、冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓよりも低い場合には、冷媒の蒸発温度Ｔｅを高くして目標蒸発温度Ｔｅｓに近づけることができる。ここで、冷媒の蒸発温度Ｔｅは、吸入圧力Ｐｓを冷媒の飽和温度に換算することによって得られる。冷媒の蒸発温度Ｔｅとは、冷房運転時において、室外膨張弁２５の出口から室内熱交換器４２を経由して圧縮機２１の吸入側に至るまでの間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を代表する圧力（冷媒回路１０における冷媒の蒸発圧力Ｐｅ）を冷媒の飽和温度に換算することによって得られる温度、又は、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器４２における冷媒の飽和温度を意味している。このため、室内熱交換器４２の中間部分に温度センサを設ける場合には、この温度センサによって検出される冷媒の温度を冷媒の蒸発温度Ｔｅとしてもよい。また、ここでは、制御対象の状態量を蒸発温度Ｔｅとしているが、蒸発圧力Ｐｅであってもよい。この場合には、制御目標値として、目標蒸発温度Ｔｅｓに相当する目標蒸発圧力Ｐｅｓを使用すればよい。すなわち、蒸発圧力Ｐｅと蒸発温度Ｔｅ、及び、目標蒸発圧力Ｐｅと目標蒸発温度Ｔｅは、文言自体は異なるが、実質的に同じ状態量を意味している。このように、制御部７は、上記のような圧縮機２１の運転容量制御を行うことによって、冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓになるようにする蒸発温度制御を行っている。

　（３）蒸発温度制限制御
　上記のような基本制御を伴う冷房運転を行うと、室内ユニット４における室内温度Ｔｒが、設定室内温度Ｔｒｓになるように制御される。

　ここで、特許文献１のように、目標蒸発温度Ｔｅｓを室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒ（＝Ｔｒ－Ｔｒｓ）に基づいて設定することが考えられる。すなわち、温度差ΔＴｒが大きいほど目標蒸発温度Ｔｅｓを低く設定することが考えられる。

　そうすると、温度差ΔＴｒが大きい場合に目標蒸発温度Ｔｅｓが低く設定されることになる。このため、室内温度Ｔｒに対して設定室内温度Ｔｒｓが過度に低く設定される等によって温度差ΔＴｒが大きくなる場合には、これに応じて目標蒸発温度Ｔｅｓも過度に低く設定されることになり、その結果、室内が過度に冷却されることになる。これに対して、目標蒸発温度Ｔｅｓを高く設定することが考えられるが、単に目標蒸発温度Ｔｅｓを高く設定するだけでは、室内の過度な冷却を抑えることはできるが、室内を快適な状態まで冷却できなくなるおそれがある。

　このため、冷媒の蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｓになるように圧縮機２１の運転容量を制御する冷房運転においては、室内を快適な状態にしつつ、室内の過度な冷却を抑えることが望ましい。

　そこで、ここでは、蒸発温度制御を行うのに際して、制御部７が、目標蒸発温度Ｔｅｓを室内における不快指数Ｄｉに応じて高くなるように制限する蒸発温度制限制御を行うようにしている。ここでは、蒸発温度制限制御として、制御部７が、目標蒸発温度Ｔｅｓの下限値である目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを高くすることによって蒸発温度制限制御を行うようにしている。

　次に、蒸発温度制限制御について、図１～図４を用いて説明する。ここで、図３は、蒸発温度制限制御を示すフローチャートである。図４は、室内における不快指数Ｄｉと目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍとの関係を示す図である。

　まず、制御部７は、ステップＳＴ１において、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒに基づいて室内における不快指数Ｄｉを得る。ここで、室内における不快指数Ｄｉは、次式のように、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒの関数の形で表される（ｋ１～ｋ５は係数である）。

　Ｄｉ＝ｋ１×Ｔｒ＋ｋ２×Ｈｒ×（ｋ３×Ｔｒ－ｋ４）＋ｋ５
そして、上式に室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒを入力することによって、不快指数Ｄｉが算出される。尚、ここでは、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒとして、室内温度センサ４５及び室内湿度センサ４６によって検出された温度及び湿度が使用される。

　次に、制御部７は、ステップＳＴ２において、ステップＳＴ１において得られた不快指数Ｄｉに応じて目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを決定する。ここでは、図４に示すように、不快指数Ｄｉの条件値として、小さい方から順に、第１指数Ｄｉ１、第２指数Ｄｉ２、第３指数Ｄｉ３、第４指数Ｄｉ４を設定し、かつ、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍの設定値として、高い方から順に、第１下限Ｔｅｓｍ１、第２下限Ｔｅｓｍ２、第３下限Ｔｅｓｍ３、第４下限Ｔｅｓｍ４、第５下限Ｔｅｓｍ５を設定している。そして、不快指数Ｄｉが第１指数Ｄｉ１未満である場合には、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを第１下限Ｔｅｓｍ１にしている。不快指数Ｄｉが第１指数Ｄｉ１以上第２指数Ｄｉ２未満である場合には、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを第２下限Ｔｅｓｍ２にしている。不快指数Ｄｉが第２指数Ｄｉ２以上第３指数Ｄｉ３未満である場合には、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを第３下限Ｔｅｓｍ３にしている。不快指数Ｄｉが第３指数Ｄｉ３以上第４指数Ｄｉ４未満である場合には、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを第４下限Ｔｅｓｍ４にしている。不快指数Ｄｉが第５指数Ｄｉ１以上である場合には、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを第５下限Ｔｅｓｍ５にしている。このように、ここでは、室内における不快指数Ｄｉが小さいほど目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを高くするようにしている。例えば、第１指数Ｄｉ１は、室内に居るユーザーが概ね快適と感じる約６５以下の値になるように設定され、第４指数Ｄｉ４は、室内に居るユーザーが概ね不快と感じる約８０以上の値になるように設定され、第２指数Ｄｉ２及び第３指数Ｄｉ３は、第１指数Ｄｉ１及び第４指数Ｄｉ４の間の値になるように順に設定される。また、第１下限Ｔｅｓｍ１は、第５下限Ｔｅｓｍ５に対して約６℃～１０℃程度高い温度になるように設定され、第２下限Ｔｅｓｍ２～第４下限Ｔｅｓｍ４は、第１下限Ｔｅｓｍ１及び第５下限Ｔｅｓｍ５の間の値になるように順に設定される。

　次に、制御部７は、ステップＳＴ３において、目標蒸発温度Ｔｅｓを室内における不快指数Ｄｉに応じて高くなるように制限する蒸発温度制限制御を行う。すなわち、不目標蒸発温度下限ＴｅｓｍをステップＳＴ２において室内における不快指数Ｄｉに応じて決定された値（下限Ｔｅｓｍ１～Ｔｅｓｍ５のいずれか）に設定して、目標蒸発温度Ｔｅｓをその下限値である不目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍ以上になるように制限するのである。

　例えば、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる目標蒸発温度Ｔｅｓが、第４下限Ｔｅｓｍ４と第５下限Ｔｅｓｍ５との間の値Ｔｅｓ４で、かつ、室内における不快指数Ｄｉが第１指数Ｄｉ１未満である場合を想定する。この場合には、ステップＳＴ２において、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍが、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値Ｔｅｓ４よりも大幅に高い第１下限Ｔｅｓｍ１になる。すなわち、この場合は、不快指数Ｄｉから見て室内が十分に冷却された状態になっているため、ステップＳＴ３において、目標蒸発温度Ｔｅｓが、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値Ｔｅｓ４ではなく、値Ｔｅｓ４よりも大幅に高い第１下限Ｔｅｓｍ１に制限される。また、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる目標蒸発温度Ｔｅｓが値Ｔｅｓ４で、かつ、室内における不快指数Ｄｉが第３指数Ｄｉ３以上第４指数Ｄｉ４未満である場合は、ステップＳＴ２において、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍが、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値Ｔｅｓ４よりも少し高い目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍが第４下限Ｔｅｓｍ４になる。すなわち、この場合も、不快指数Ｄｉから見て室内が十分に冷却された状態になっているため、ステップＳＴ３において、目標蒸発温度Ｔｅｓが、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値Ｔｅｓ４ではなく、値Ｔｅｓ４よりも少し高い第４下限Ｔｅｓｍ４に制限される。一方、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる目標蒸発温度Ｔｅｓが値Ｔｅｓ４で、かつ、室内における不快指数Ｄｉが第４指数Ｄｉ４以上である場合には、ステップＳＴ２において、目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍが、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値Ｔｅｓ４よりも少し低い第５下限Ｔｅｓｍ５になる。すなわち、この場合は、不快指数Ｄｉから見て室内が十分に冷却された状態になっていないため、ステップＳＴ３において、目標蒸発温度Ｔｅｓが第５下限Ｔｅｓｍ５によって制限されず、室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値Ｔｅｓ４に維持される。

　上記のように、ここでは、蒸発温度制限制御を行うことによって、不快指数Ｄｉから見て室内が十分に冷却された状態である場合に、目標蒸発温度Ｔｅｓを高くすることができるため、室内の冷却を抑えることができる。逆に、不快指数Ｄｉから見て室内が十分に冷却されていない状態である場合には、目標蒸発温度Ｔｅｓを高くせずに室内の冷却を促して、室内を快適な状態まで冷却することができる。

　特に、ここでは、上記のように、目標蒸発温度Ｔｅｓが室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて設定されるため、そのままでは、不快指数Ｄｉが考慮されない。このため、例えば、室内温度Ｔｒに対して設定室内温度Ｔｒｓが過度に低く設定される等によって室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒが大きくなる場合には、目標蒸発温度Ｔｅｓが低く設定されることになる。このため、不快指数Ｄｉから見て室内が十分に冷却された快適な状態になっている場合であっても、さらに室内が冷却されることになる。しかし、ここでは、上記のように、蒸発温度制限制御を行うことによって、目標蒸発温度Ｔｅｓを不快指数Ｄｉに応じて室内温度Ｔｒと設定室内温度Ｔｒｓとの温度差ΔＴｒに基づいて得られる値よりも高くすることができる。

　これにより、ここでは、蒸発温度制限制御を行うことによって、室内を快適な状態にしつつ、室内の過度な冷却を抑えることができる。

　また、ここでは、蒸発温度制限制御によって目標蒸発温度Ｔｅｓを高くして圧縮機２１の運転容量を小さく抑えることができるため、圧縮機２１の消費動力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。また、圧縮機２１の運転容量を小さく抑えることによって、圧縮機２１の発停（すなわち、サーモオン及びサーモオフ）の繰り返しを少なくできるため、室内温度Ｔｒの変動を抑えることができる。

　また、ここでは、上記のように、目標蒸発温度Ｔｅｓの下限値である目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを設けることで蒸発温度制限制御を行うようにしているため、設定された目標蒸発温度Ｔｅｓが目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍよりも低い場合には、目標蒸発温度Ｔｅｓを目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍまで高くすることができる。逆に、設定された目標蒸発温度Ｔｅｓが目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍ以上である場合には、目標蒸発温度Ｔｅｓを設定された値のままで維持することができる。

　これにより、ここでは、目標蒸発温度Ｔｅｓの設定をできるだけ維持しながら、蒸発温度制限制御を行うことができる。

　また、ここでは、上記のように、不快指数Ｄｉを少なくとも室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒに基づいて得るようにしているため、蒸発温度制限制御を行う際に、室内における不快指数Ｄｉを正確に考慮することができる。

　（４）変形例
　＜Ａ＞
　上記実施形態の蒸発温度制限制御では、図３に示すように、室内における不快指数Ｄｉに応じて（すなわち、不快指数Ｄｉが小さいほど）目標蒸発温度Ｔｅｓが段階的に高くなるように制限しているが、これに限定されるものではない。例えば、室内における不快指数Ｄｉに応じて目標蒸発温度Ｔｅｓが連続的に高くなるように制限してもよい。

　＜Ｂ＞
　上記実施形態の蒸発温度制限制御では、室内における不快指数Ｄｉに応じて（すなわち、不快指数Ｄｉが小さいほど）目標蒸発温度下限Ｔｅｓｍを高くすることによって、目標蒸発温度Ｔｅｓを高くするようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、目標蒸発温度Ｔｅｓを室内における不快指数Ｄｉに応じた補正値を目標蒸発温度Ｔｅｓに加えることによって、目標蒸発温度Ｔｅｓを高くするようにしてもよい。

　＜Ｃ＞
　上記実施形態の蒸発温度制限制御では、室内における不快指数Ｄｉを室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒのみを考慮して得るようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒに加えて、風速のような温度及び湿度以外の要素も考慮して得るようにしてもよい。すなわち、ここでは、不快指数Ｄｉが、「少なくとも」室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒを考慮して得るであってもよい。

　＜Ｄ＞
　上記実施形態では、冷房運転のみを行う冷房専用の空気調和装置１に本発明を適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な空気調和装置等に本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、１つの室内ユニット４が室外ユニット２に接続された空気調和装置１に本発明を適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、複数の室内ユニットが室外ユニットに接続された空気調和装置に本発明を適用してもよい。

　＜Ｅ＞
　上記実施形態では、膨張機構として電動膨張弁が使用されているが、これに限定されるものではない。例えば、膨張機構がキャピラリチューブや膨張機であってもよい。また、上記実施形態では、膨張機構として室外膨張弁２５を使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、室内ユニット４に室内膨張弁を有する構成においては、この室内膨張弁を膨張機構として使用してもよい。

　本発明は、冷房運転時に冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように圧縮機の運転容量を制御する空気調和装置に対して、広く適用可能である。

　１　　空気調和装置
　７　　制御部
　１０　冷媒回路
　２１　圧縮機
　２４　室外熱交換器
　２５　室外膨張弁（膨張機構）
　４２　室内熱交換器

特開２０１１－２５７１２６号公報

Claims (4)

1. 　圧縮機（２１）、室外熱交換器（２４）、膨張機構（２５）及び室内熱交換器（４２）を有する冷媒回路（１０）と、前記冷媒回路の動作を制御する制御部（７）と、を備えており、前記制御部が、前記室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることによって室内の冷却を行う冷房運転時に、前記冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度になるように前記圧縮機の運転容量を制御する空気調和装置において、
   　前記制御部は、前記目標蒸発温度を前記室内における不快指数に応じて高くなるように制限する蒸発温度制限制御を行う、
   空気調和装置（１）。
2. 　前記制御部は、室内温度と設定室内温度との温度差に基づいて前記目標蒸発温度を得る、
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 　前記制御部は、前記目標蒸発温度の下限値である目標蒸発温度下限を高くすることによって前記蒸発温度制限制御を行う、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 　前記制御部は、前記不快指数を少なくとも室内温度及び室内湿度に基づいて得る、
   請求項１に記載の空気調和装置。

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