WO2021090414A1

WO2021090414A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2021090414A1
Application number: PCT/JP2019/043545
Authority: WO
Inventors: 圭一朗志津; 和徳畠山; 惇川島; 裕卓 ▲徳▼田
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2021-05-14
Also published as: DE112019007879T5; JPWO2021090414A1; CN114600341A; US20220316748A1

Abstract

空気調和装置（１）は、室内機（３）と、冷媒を圧縮する圧縮機（２１）及び圧縮機（２１）を駆動する電動機駆動装置（２２）を含む室外機（２）とを有する。電動機駆動装置（２２）は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ（４２）と、両端が開放状態である３個の固定子巻線を含む電動機（４３）とを有する。電動機（４３）は、インバータ（４２）によって得られる交流電圧をもとに動作する。電動機駆動装置（２２）は、電動機（４３）に含まれる３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持ち、空気調和装置（１）の運転の開始時に結線状態をスター結線に設定する結線状態切り替え部（４６）を更に有する。

Description

空気調和装置

　本発明は、電動機の固定子巻線の接続状態を切り替える空気調和装置に関する。

　従来、電動機が有する固定子巻線の結線状態を切り替える電動機駆動装置が提案されている。従来の電動機駆動装置は、コイルを用いたリレーによってスター結線とデルタ結線とを切り替える。例えば、空気調和装置の圧縮機用の電動機駆動装置は、年間の消費電力に対する寄与度が比較的高い低負荷条件ではスター結線の状態で電動機を駆動し、高負荷条件ではデルタ結線の状態で電動機を駆動することが望ましい。これにより、低負荷条件における駆動効率を向上させることができ、高負荷条件での高出力化も可能となる。

　特許文献１が開示している技術では、リモートコントローラが運転起動信号を送信すると空気調和機が運転を開始し、圧縮機用の電動機駆動装置がデルタ結線の状態で起動される。その後、室内機の温度センサで検出された室内温度と、リモートコントローラによって設定された設定温度との温度差が取得され、当該温度差の絶対値が閾値以下である場合、デルタ結線からスター結線への切り替えが行われる。

国際公開第２０１９／０２１４５０号

　特許文献１の技術では、リモートコントローラが運転起動信号を送信した場合、電動機駆動装置はデルタ結線で起動し、空気調和機は高負荷条件に相当する高出力状態となる。運転起動信号の送信時点で上記の温度差の絶対値が閾値以下である場合、空気調和機による空気調和が行われる空間と当該空間と隣接する空間との間の断熱性能が比較的高く、かつ空気調和が行われる空間と当該隣接する空間との熱交換量が比較的小さいとき、室内温度が設定温度に到達するまでの時間は比較的短い。室内温度が設定温度に到達した後も高出力状態が継続すると室内温度がオーバーシュートを起こし、空気調和機の総出力が過大となる。また、室内温度が設定温度に到達した後もデルタ結線での運転が継続すると、駆動効率が低下する。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、総出力が過大とならず、かつ駆動効率を向上することができる空気調和装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和装置は、室内機と、冷媒を圧縮する圧縮機及び圧縮機を駆動する電動機駆動装置を含む室外機とを有する。電動機駆動装置は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、両端が開放状態である３個の固定子巻線を含む電動機とを有する。電動機は、インバータによって得られる交流電圧をもとに動作する。電動機駆動装置は、電動機に含まれる３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持ち、空気調和装置の運転の開始時に結線状態をスター結線に設定する結線状態切り替え部を更に有する。

　本発明に係る空気調和装置は、総出力が過大とならず、かつ駆動効率を向上することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図実施の形態１に係る空気調和装置における室外機が有する電動機駆動装置の構成を示す図スター結線とデルタ結線との各々について、実施の形態１に係る空気調和装置における室外機が有する電動機の駆動効率と電動機の回転速度との関係を示すグラフ実施の形態１に係る空気調和装置が実行する基本動作の各手順を示すフローチャート従来の空気調和装置における電動機の回転速度、結線状態及び室内温度が時間の経過と共に変化する様子を示すタイミングチャート運転開始時の温度差の絶対値が閾値以下である場合の実施の形態１に係る空気調和装置における電動機の回転速度、結線状態及び室内温度が時間の経過と共に変化する様子を示すタイミングチャート運転開始時の温度差の絶対値が閾値より大きい場合の実施の形態１に係る空気調和装置における電動機の回転速度、結線状態及び室内温度が時間の経過と共に変化する様子を示すタイミングチャート実施の形態２に係る空気調和装置が実行する、スター結線での動作の各手順を示すフローチャート実施の形態３に係る空気調和装置が実行する動作の各手順を示すフローチャート実施の形態３に係る空気調和装置の構成を示す図実施の形態４に係る空気調和装置の構成を示す図実施の形態４に係る空気調和装置が実行する、着霜が検知された場合の動作の各手順を示すフローチャート実施の形態１に係る空気調和装置における室外機が有する電動機駆動装置及び室外機制御部の一部の機能がプロセッサによって実現される場合のプロセッサを示す図実施の形態１に係る空気調和装置における室外機が有する電動機駆動装置及び室外機制御部の一部が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図

　以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　まず、実施の形態１に係る空気調和装置１の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１の構成を示す図である。空気調和装置１は、室外機２と、室内機３とを有する。

　室外機２は、冷媒を圧縮する圧縮機２１と、圧縮機２１を駆動する電動機駆動装置２２と、空気調和を制御する室外機制御部２３と、室外機２の外部から室外機２の内部に移動した空気と冷媒とが熱交換を行う室外機熱交換器２４とを有する。室外機２は、冷媒の流路を切り換える四方弁２５と、冷媒の圧力を減少させる減圧部２６と、冷媒が貯留する冷媒蓄積部２７と、室外機２の外部の空気を室外機２の内部に移動させる室外機ファン２８とを更に有する。

　室内機３は、空気調和を制御する室内機制御部３１と、室内機３が設置されている部屋の温度を検出する室内温度検出部３２と、室内機３の外部から室内機３の内部に移動した空気と冷媒とが熱交換を行う室内機熱交換器３３と、室内機３の外部の空気を室内機３の内部に移動させる室内機ファン３４とを有する。

　室内機制御部３１は、図示されていない使用者がリモートコントローラ４を用いた操作と、室内温度検出部３２が検出する室内温度とをもとに、空気調和装置１で必要となる熱交換量を決定し、圧縮機２１が有するモータの回転速度、四方弁２５の動作、室外機ファン２８の回転速度、及び室内機ファン３４の回転速度を決定する。室内温度は、室内機３が設置されている部屋の温度である。例えば、上記の使用者がリモートコントローラ４を用いた操作は、目標温度を設定する操作である。以下では、目標温度は「設定温度」と記載される。図１には、リモートコントローラ４も記載されている。

　室内温度検出部３２は、室内機２の内部の任意の場所に配置される。室内温度検出部３２が室内機ファン３４により発生する風路の上流側に配置されると、空気調和装置１が調和すべき空気の温度を精度よく検出することができる。例えば、室内温度検出部３２は、室内温度検出部３２と室内機ファン３４とが室内機熱交換器３３を挟む場合、室内機熱交換器３３を基準にして室内機ファン３４が配置される場所と反対側の場所に配置される。

　図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１における室外機２が有する電動機駆動装置２２の構成を示す図である。電動機駆動装置２２は、コンデンサ４１と、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ４２と、両端が開放状態である３個の固定子巻線を含む電動機４３と、中性点端子４４と、電動機４３を制御する電動機制御部４５と、電動機４３に含まれる３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持つ結線状態切り替え部４６とを有する。電動機４３は、インバータ４２によって得られる交流電圧をもとに動作する。

　結線状態切り替え部４６は、空気調和装置１の運転の開始時に上記の結線状態をスター結線に設定する。空気調和装置１の運転が開始した後、結線状態切り替え部４６は、室内機３が設置されている部屋の温度と設定温度との温度差と、あらかじめ決められた閾値とを比較した結果をもとに、結線状態を選択する。電動機制御部４５は、結線状態切り替え部４６を制御する接点制御部４７と、インバータ４２を制御するインバータ制御部４８とを有する。電動機制御部４５は、室外機制御部２３に内蔵される。

　コンデンサ４１は、図示されていない変換装置から供給される直流電力を直流電圧として保持する。当該変換装置は、図示されていない交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する装置である。インバータ４２は、コンデンサ４１で保持された直流電圧をパルス幅変調により交流電圧に変換し、交流電圧を駆動対象の電動機４３に印加する。インバータ制御部４８は、インバータ４２の半導体スイッチング素子を制御する。インバータ制御部４８は、公知の制御方法をもとに制御を行うことができる。

　接点制御部４７は、後述するリレー５１，５２，５３が有している接点板６１，６２，６３を動作させることにより、電動機４３の３個の固定子巻線の結線状態を変更する。

　結線状態切り替え部４６は、リレー５１，５２，５３を有し、電動機４３の固定子巻線の結線状態をスター結線とデルタ結線との間で切り替える。リレー５１，５２，５３の各々は、Ｃ接点リレーであり、一方の端子が固定子巻線に接続されて他方の端子が第１の接点又は第２の接点に接続する接点板と、接点板を動作させるためのコイルとを有する。リレー５１は、接点板６１、接点７１，８１及びコイル９１を有する。接点板６１は、コイル９１に電流が流れていないときは第１の接点である接点７１に接続し、コイル９１に電流が流れているときは第２の接点である接点８１に接続する。

　リレー５１と同様に、リレー５２は、接点板６２、接点７２，８２及びコイル９２を有する。接点板６２は、コイル９２に電流が流れていないときは第１の接点である接点７２に接続し、コイル９２に電流が流れているときは第２の接点である接点８２に接続する。リレー５３は、接点板６３、接点７３，８３及びコイル９３を有する。接点板６３は、コイル９３に電流が流れていないときは第１の接点である接点７３に接続し、コイル９３に電流が流れているときは第２の接点である接点８３に接続する。

　電動機４３の３個の固定子巻線の一方の端子はインバータ４２の３個の出力端子に接続され、他方の端子は３個のリレー５１，５２，５３の接点板６１，６２，６３に接続される。接点７１，７２，７３は中性点端子４４に接続される。接点８１，８２，８３は、インバータ４２の３個の出力端子に接続される。

　コイル９１，９２，９３に電流が流れていない場合、接点板６１，６２，６３が接点７１，７２，７３に接続することから、電動機４３の３個の固定子巻線の他方の端子が中性点端子４４に接続されて結線状態はスター結線となる。コイル９１，９２，９３に電流が流れている場合、接点板６１，６２，６３が接点８１，８２，８３に接続することから、電動機４３の３個の固定子巻線の他方の端子が異なる固定子巻線の端子に接続されて結線状態はデルタ結線となる。

　図３は、スター結線とデルタ結線との各々について、実施の形態１に係る空気調和装置１における室外機２が有する電動機４３の駆動効率と電動機４３の回転速度との関係を示すグラフである。電動機４３の３個の固定子巻線の巻き数は結線状態に係らず一定であることから、スター結線の駆動効率が最大となる回転速度とデルタ結線の駆動効率が最大となる回転速度とは異なる。デルタ結線で駆動効率が最大となる回転速度Ｎ２は、スター結線で駆動効率が最大となる回転速度Ｎ１より大きい。このことから、圧縮機２１を駆動する電動機４３の回転速度を小さくする低負荷条件ではスター結線の状態で電動機４３を駆動し、電動機４３の回転速度を大きくする高負荷条件ではデルタ結線の状態で電動機４３を駆動すると、低負荷条件及び高負荷条件の各々においてより高い駆動効率で電動機４３を駆動することができる。

　次に、実施の形態１に係る空気調和装置１の動作を説明する。図４は、実施の形態１に係る空気調和装置１が実行する基本動作の各手順を示すフローチャートである。室内機制御部３１は、リモートコントローラ４から運転起動信号を受信することにより運転を開始し（Ｓ１）、リモートコントローラ４から受信した情報が示す設定温度と室内温度検出部３２が検出した室内温度との差である温度差ΔＴを取得する（Ｓ２）。室内機制御部３１及び室外機制御部２３は、空気調和装置１の起動処理を行う（Ｓ３）。具体的には、室内機制御部３１は室内機ファン３４のファンモータを駆動し、室外機制御部２３は室外機ファン２８のファンモータを駆動する。

　室内機制御部３１は、温度差ΔＴの絶対値があらかじめ定められた閾値ΔＴｒｓ以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。室内機制御部３１が、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓより大きいと判定した場合（Ｓ４でＮｏ）、室外機制御部２３は、電動機制御部４５にデルタ結線で電動機４３を起動させる指令を与え、電動機制御部４５において、接点制御部４７は電動機４３の結線状態をデルタ結線に設定し、インバータ制御部４８はインバータ４２の半導体スイッチング素子を制御して電動機４３を駆動する（Ｓ５）。

　次に、室内機制御部３１は、温度差ΔＴの絶対値があらかじめ定められた別の閾値ΔＴｒ以下であるか否かを判定する（Ｓ６）。室内機制御部３１が、温度差ΔＴの絶対値が別の閾値ΔＴｒより大きいと判定した場合（Ｓ６でＮｏ）、室外機制御部２３は、デルタ結線での運転を継続させる（Ｓ７）。ステップＳ７の動作が行われた後、ステップＳ６の動作が行われる。室内機制御部３１は、ステップＳ６の判定を、一定の時間間隔で行ってもよいし、任意の外部検出情報の割り込みにしたがって行ってもよい。

　電動機４３の運転が継続された後、室内機制御部３１が、温度差ΔＴの絶対値が別の閾値ΔＴｒ以下であると判定した場合（Ｓ６でＹｅｓ）、室外機制御部２３は、電動機制御部４５にデルタ結線からスター結線に切り替えさせる指令を与え、電動機制御部４５において、接点制御部４７は電動機４３の結線状態をスター結線に切り替え、インバータ制御部４８はデルタ結線の制御からスター結線の制御へ切り替える（Ｓ８）。室外機制御部２３は、圧縮機２１を運転する電動機４３を停止させることなくスター結線での運転を継続させる（Ｓ１０）。

　室内機制御部３１が、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓ以下であると判定した場合（Ｓ４でＹｅｓ）、室外機制御部２３は、電動機制御部４５にスター結線で電動機４３を起動させる指令を与え、電動機制御部４５において、接点制御部４７は電動機４３の結線状態をスター結線に設定し、インバータ制御部４８はインバータ４２の半導体スイッチング素子を制御して電動機４３を駆動する（Ｓ９）。ステップＳ９の動作が行われた後、空気調和装置１の動作はステップＳ１０に移行する。

　ステップＳ１０の動作が行われた後、室内機制御部３１は温度差ΔＴの符号が変化するか否かを判定する（Ｓ１１）。室内機制御部３１が、温度差ΔＴの符号が変化したと判定した場合、すなわち温度差ΔＴがゼロとなり温度差ΔＴの正負が逆転した場合（Ｓ１１でＹｅｓ）、室外機制御部２３は、空気調和が過度になることを防止するために電動機４３を停止させる。これにより、圧縮機２１が停止し、圧縮機２１の停止により空気調和装置１の停止処理が行われる（Ｓ１２）。室内機制御部３１が温度差ΔＴの符号が変化しないと判定した場合（Ｓ１１でＮｏ）、ステップＳ１０の動作が行われる。

　図５は、従来の空気調和装置における電動機の回転速度、結線状態及び室内温度が時間の経過と共に変化する様子を示すタイミングチャートである。図６は、運転開始時の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓ以下である場合の実施の形態１に係る空気調和装置１における電動機４３の回転速度、結線状態及び室内温度が時間の経過と共に変化する様子を示すタイミングチャートである。図７は、運転開始時の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓより大きい場合の実施の形態１に係る空気調和装置１における電動機４３の回転速度、結線状態及び室内温度が時間の経過と共に変化する様子を示すタイミングチャートである。

　図５（Ａ），（Ｂ）が示すように、従来の空気調和装置では、リモートコントローラが運転起動信号を送信して運転を開始すると、電動機駆動装置はデルタ結線の状態で起動する。室内温度が設定温度に到達した後も従来の空気調和装置は高出力状態を継続するため、室内温度がオーバーシュートを起こし、従来の空気調和装置の総出力は過大となる。その後、電動機駆動装置が電動機を停止してから結線状態をスター結線に切り替えて再度起動し、従来の空気調和装置は室内温度を設定温度に調和する。

　図６（Ａ），（Ｂ）が示すように、実施の形態１に係る空気調和装置１では、運転開始時の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓ以下である場合、電動機駆動装置２２はスター結線の状態で起動する。スター結線では電動機４３の回転速度が一定の閾値以下となるので、空気調和装置１では、低出力状態となり、室内温度のオーバーシュートは発生しない。そのため、空気調和装置１の総出力が過大となることはない。また、スター結線で駆動効率が最大となる回転速度Ｎ１の付近の回転速度による運転時間が比較的長くなるため、電動機駆動装置２２の総出力電力が小さくなり、空気調和装置１は総電力消費量を小さくすることができる。

　図７（Ａ），（Ｂ）が示すように、実施の形態１に係る空気調和装置１では、運転開始時の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓより大きい場合、電動機駆動装置２２はデルタ結線の状態で起動する。その後、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓとなった時点で、電動機駆動装置２２は圧縮機２１を停止させることなく電動機４３の結線状態をスター結線へ切り替えて、電動機４３の回転速度を一定の閾値以下とする。室内温度が設定温度に到達する前に結線状態が切り替えられて電動機４３の回転速度が下がることから、室内温度のオーバーシュートは発生せず、空気調和装置１の総出力が過大となることはない。また、温度差ΔＴの絶対値に対応する結線状態の選択が行われると共に、各結線で駆動効率が最大となる回転速度Ｎ２，Ｎ１の付近の回転速度による運転時間が比較的長くなることから、室内温度が設定温度に到達するまでの全ての期間において適切な運転状態が実現される。その結果、電動機駆動装置２２の総出力電力が小さくなり、空気調和装置１は総電力消費量を小さくすることができる。

　上述のように、実施の形態１では、空気調和装置１は、運転を開始する際の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓ以下である場合、電動機４３の結線状態をスター結線に設定して起動する。これにより、空気調和装置１の総出力が過大となることなく、電動機駆動装置２２の総電力消費量を小さくすることができるという効果が得られる。また、運転を開始する際の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓより大きく、圧縮機２１の運転中に温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓ以下となった場合、空気調和装置１は、圧縮機２１の運転を停止させることなく電動機４３の結線状態をデルタ結線からスター結線に切り替える。これにより、空気調和装置１は、温度差ΔＴの絶対値に対応する結線状態を選択することができ、室内温度が設定温度に到達するまでの全ての期間において適切な運転状態で運転することができる。すなわち、実施の形態１に係る空気調和装置１は、総出力が過大とならず、かつ駆動効率を向上することができる。

実施の形態２．
　実施の形態１に係る空気調和装置１の運転中に、室内温度の変化又はリモートコントローラ４が操作されたことによる設定温度の変更によって、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓより小さい状態から大きい状態に変化することがある。空気調和装置１には高出力状態が求められるものの、電動機４３の結線状態がスター結線であるため電動機４３の回転速度は一定の閾値以下に制限され、そのため空気調和装置１は高出力状態にならない。実施の形態２に係る空気調和装置は、高出力状態が求められる場合において圧縮機を停止させることなく電動機の結線状態を切り替える装置である。実施の形態２に係る空気調和装置の構成は実施の形態１に係る空気調和装置１の構成と同じである。しかしながら、実施の形態２に係る空気調和装置の動作は実施の形態１に係る空気調和装置１の動作と異なる。実施の形態２では、実施の形態１との相違点を主に説明する。

　図８は、実施の形態２に係る空気調和装置が実行する、スター結線での動作の各手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係る空気調和装置の動作のうちのステップＳ１からスター結線での運転を継続するステップＳ１０までの動作は、図４の実施の形態１に係る空気調和装置１が行うステップＳ１からステップＳ１０までの動作と同じである。

　ステップＳ１０の動作が行われた後、室内機制御部３１は、温度差ΔＴの絶対値があらかじめ定められた閾値ΔＴｒｓ以下であるか否かを判定する（Ｓ２１）。室内機制御部３１が、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓ以下であると判定した場合（Ｓ２１でＹｅｓ）、ステップＳ１０の動作が行われる。すなわち、スター結線での運転が継続される。

　室内機制御部３１が、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒｓより大きいと判定した場合（Ｓ２１でＮｏ）、室外機制御部２３は、電動機制御部４５にスター結線からデルタ結線へ切り替えさせる指令を与え、電動機制御部４５の接点制御部４７は電動機４３の結線状態をスター結線からデルタ結線に切り替える（Ｓ２２）。室内機制御部３１は、ステップＳ２１の判定を、一定の時間間隔で行ってもよいし、任意の外部検出情報の割り込みにしたがって行ってもよい。

　電動機４３の結線状態がデルタ結線に切り替えられた後の運転状態は、図４のステップＳ５が行われた後の運転状態と同一である。したがって、ステップＳ２２の動作が行われた後、図４のステップＳ６以降の動作が行われる。

　従来の空気調和装置は、電動機駆動装置が電動機を停止してから結線状態をデルタ結線に切り替えて再度起動するため、室内温度を設定温度に到達させるまでに比較的長時間を要する。実施の形態２に係る空気調和装置は、電動機４３を停止させることなく結線状態をデルタ結線に切り替えるため、室内温度を設定温度に到達させるまでの時間を比較的短くすることができる。

実施の形態３．
　上述した実施の形態１及び実施の形態２では、温度差ΔＴの絶対値をもとに結線状態の選択が行われる。実施の形態３に係る空気調和装置は、温度差ΔＴの絶対値をもとにしない結線状態の選択を行う装置である。具体的には、実施の形態３に係る空気調和装置は、温度差ΔＴの絶対値に依存しない結線状態選択パターンをもとに電動機の結線状態の選択を行う。結線状態選択パターンは、電動機が有する３個の固定子巻線の結線状態のパターンを示す。実施の形態３では、実施の形態１との相違点を主に説明する。

　図９は、実施の形態３に係る空気調和装置が実行する動作の各手順を示すフローチャートである。室内機制御部３１は、リモートコントローラ４から運転起動信号を受信する（Ｓ３１）。室内機制御部３１は、結線状態選択パターンを取得し（Ｓ３２）、実施の形態３に係る空気調和装置が起動処理を行った後（Ｓ３３）、結線状態選択パターンをもとに結線状態がスター結線起動状態であるか否かを判定する（Ｓ３４）。ステップＳ３３の動作は、図４のステップＳ３の動作と同じである。

　室内機制御部３１が、電動機４３の結線状態がスター結線起動状態でないと判定した場合（Ｓ３４でＮｏ）、電動機駆動装置２２は、電動機４３の結線状態をデルタ結線にして電動機４３を起動する（Ｓ３５）。その後、電動機駆動装置２２は、電動機４３の結線状態がスター結線選択状態であるか否かを判定する（Ｓ３６）。電動機駆動装置２２が、電動機４３の結線状態がデルタ結線選択状態であると判定した場合（Ｓ３６でＮｏ）、デルタ結線での運転が継続する（Ｓ３７）。ステップＳ３７の動作が行われた後、ステップＳ３６の動作が行われる。

　電動機駆動装置２２は、例えば室内温度の変化により電動機４３の結線状態がスター結線選択状態であると判定した場合（Ｓ３６でＹｅｓ）、電動機４３の結線状態をデルタ結線からスター結線に切り替えると共に、インバータ制御部４８の制御をデルタ結線の制御からスター結線の制御に切り替える（Ｓ３８）。空気調和装置は、圧縮機２１を運転する電動機４３を停止させることなくスター結線での運転を継続する（Ｓ４０）。なお、電動機駆動装置２２は、ステップＳ３６の判定を、一定の時間間隔で行ってもよいし、任意の外部検出情報の割り込みにしたがって行ってもよい。

　室内機制御部３１が、電動機４３の結線状態がスター結線起動状態であると判定した場合（Ｓ３４でＹｅｓ）、電動機４３はスター結線で起動する（Ｓ３９）。ステップＳ３９の動作は、図４のステップＳ９の動作と同じである。ステップＳ３９の動作が行われた後、ステップＳ４０の動作が行われる。

　ステップＳ４０の動作が行われた後、室内機制御部３１は温度差ΔＴの符号が変化するか否かを判定する（Ｓ４１）。ステップＳ４１の動作は、図４のステップＳ１１の動作と同じである。室内機制御部３１が、温度差ΔＴの符号が変化したと判定した場合（Ｓ４１でＹｅｓ）、室外機制御部２３は、空気調和が過度になることを防止するために電動機４３を停止させる。これにより、圧縮機２１が停止し、圧縮機２１の停止により空気調和装置の停止処理が行われる（Ｓ４２）。室内機制御部３１が温度差ΔＴの符号が変化しないと判定した場合（Ｓ４１でＮｏ）、ステップＳ４０の動作が行われる。

　上述の結線状態選択パターンは、室内機３の設置空間に関連する情報、設置空間の温度及び湿度、設置空間の温度及び湿度の分布に関連する情報、空気調和装置の運転状態、上記の温度及び湿度の経時変化に関連する情報、並びに上記の温度及び湿度の分布の経時変化に関連する情報の一部又は全部をもとに決定される。設置空間は、室内機３が設置されている部屋の空間である。結線状態選択パターンは、室内機制御部３１が、クラウドサーバに蓄積されている、実施の形態３に係る空気調和装置以外の空気調和装置の上記の情報である第２情報をもとに決定されてもよい。つまり、結線状態選択パターンは、第２情報も用いられて決定されてもよい。室内機制御部３１は、第２情報を情報通信回線を通じて取得する。

　図１０は、実施の形態３に係る空気調和装置１Ａの構成を示す図である。空気調和装置１Ａは、実施の形態１に係る空気調和装置１が有する複数の構成要素に加えて、空間温度湿度検出装置３５及びネットワーク接続装置３６を有する。空間温度湿度検出装置３５及びネットワーク接続装置３６は、空気調和装置１Ａが有する室内機３Ａに含まれる。

　ネットワーク接続装置３６は、アクセスポイント９４に接続し、アクセスポイント９４は情報通信回線を経由してクラウドサーバ９５に接続する。アクセスポイント９４に接続可能な情報通信端末９６は、室内機３Ａの設置空間に関連する情報を室内機制御部３１に設定すること、設置空間の温度及び湿度に関連する情報を閲覧すること、設置空間の温度及び湿度の分布に関連する情報を閲覧すること、並びにクラウドサーバ９５に蓄積されている情報を室内機制御部３１に取得させることができる。図１０では、実施の形態３に係る空気調和装置１Ａに特有な動作に直接的に関連しない冷凍サイクルの記載は省略されている。

　室内機３Ａの設置空間に関連する情報は、リモートコントローラ４又は情報通信端末９６によって設置空間の面積又は体積を設定することにより得られる。設置空間の温度及び湿度、並びに当該温度及び当該湿度の分布に関連する情報は空間温度湿度検出装置３５によって取得され、時間の情報と併せて多数蓄積されたものをそれらの経時変化情報として得られる。また、空気調和装置１Ａの運転状態を時間情報と併せて多数蓄積したものも、運転状態の経時変化情報として得られる。経時変化情報は、室内機３Ａの設置空間に関連する情報の経時変化を示す。結線状態選択パターンは、経時変化情報をもとに決定されてもよい。

　結線状態選択パターンは、例えば閾値ΔＴｒｓを上記の情報をもとに変更することによって生成される。室内機３Ａの設置空間の面積が小さいほど単位時間当たりの室内温度の変化が大きいことから、閾値ΔＴｒｓを大きくすることで室内温度のオーバーシュートが発生しないようにすることができる。

　単位時間あたりの室内温度の変化は、隣接空間との単位時間当たりの熱交換量による設置空間の断熱性能の影響を受ける。室内温度は、室内機３Ａが設置されている部屋の温度である。そのため、空気調和装置１Ａの運転状態、上記の温度及び湿度の経時変化に関連する情報、並びに上記の温度及び湿度の分布の経時変化に関連する情報に対応して、閾値ΔＴｒｓは変更される。設置空間の温度のオーバーシュートが発生する回数があらかじめ決められた回数より多い場合、閾値ΔＴｒｓには相対的に大きな値が設定されてオーバーシュートが発生しないようにし、オーバーシュートが発生せず室内温度が設定温度に到達するまでの時間があらかじめ決められた時間よりも長い場合、閾値ΔＴｒｓには相対的に小さな値が設定されて室内温度が設定温度に到達するまでの時間を上記のあらかじめ決められた時間よりも短くすることができるという効果が得られる。

　加えて、室内機制御部３１がクラウドサーバ９５に蓄積されている情報を取得することにより、空気調和装置１Ａは、上記の経時変化に関連する情報がなくても閾値ΔＴｒｓを変更することができる。このことによって、空気調和装置１Ａは、設置されてからすぐに閾値ΔＴｒｓを変更することができる。

実施の形態４．
　図１１は、実施の形態４に係る空気調和装置１Ｂの構成を示す図である。空気調和装置１Ｂは、室外機２Ａを有する。実施の形態４では、室外機２Ａが有する冷凍サイクルが、実施の形態１の室外機２が有する冷凍サイクルと異なる。以下では、空気調和装置１Ｂの構成及び動作について、実施の形態１に係る空気調和装置１の構成及び動作と異なる点を述べる。

　空気調和装置１Ｂは、実施の形態１の室内機３と、室外機２Ａとを有する。室外機２Ａは、圧縮機２１と、電動機駆動装置２２と、室外機制御部２３と、四方弁２５と、減圧部２６と、冷媒蓄積部２７と、室外機ファン２８とを有する。室外機２Ａは、室外機熱交換器２４Ａと、室外機熱交換器２４Ｂとを更に有する。室外機熱交換器２４Ａ及び室外機熱交換器２４Ｂは、２個以上の室外機熱交換器の例である。室外機２Ａは、四方弁５７Ａ、四方弁５７Ｂ、電磁弁５８及び逆止弁５９を更に有する。実施の形態４では、結線状態切り替え部４６は、電動機４３に含まれる３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持ち、空気調和装置１Ｂが運転している場合、圧縮機２１の動作を停止させることなく、結線状態をスター結線とデルタ結線との間で切り替える。

　リモートコントローラ４により冷房運転が設定された場合、四方弁２５は接続点Ａと接続点Ｃとを接続すると共に接続点Ｂと接続点Ｄとを接続し、四方弁５７Ａは接続点Ｅ１と接続点Ｆ１とを接続すると共に接続点Ｇ１と接続点Ｈ１とを接続し、四方弁５７Ｂは接続点Ｅ２と接続点Ｆ２とを接続すると共に接続点Ｇ２と接続点Ｈ２とを接続する。これにより、室外機２Ａの室外機熱交換器２４Ａ及び室外機熱交換器２４Ｂで凝縮作用が生じ、室内機３の室内機熱交換器３３で蒸発作用が生じ、空気調和装置１Ｂは冷房運転を行う。つまり、空気調和装置１Ｂは、室内機熱交換器３３と２個以上の室外機熱交換器のうちの一部の室外機熱交換器とが同時に冷媒を凝縮させる機能を有する。

　リモートコントローラ４により暖房運転が設定された場合、四方弁２５は接続点Ａと接続点Ｂとを接続すると共に接続点Ｃと接続点Ｄとを接続し、四方弁５７Ａは接続点Ｅ１と接続点Ｈ１とを接続すると共に接続点Ｆ１と接続点Ｇ１とを接続し、四方弁５７Ｂは接続点Ｅ２と接続点Ｈ２とを接続すると共に接続点Ｆ２と接続点Ｇ２とを接続する。これにより、室内機３の室内機熱交換器３３で凝縮作用が生じ、室外機２Ａの室外機熱交換器２４Ａ及び室外機熱交換器２４Ｂで蒸発作用が生じ、空気調和装置１Ｂは暖房運転を行う。

　暖房運転が行われている場合に室外機熱交換器２４Ａへの着霜が検知された場合、例えば室外機熱交換器２４Ａに接続された図示されていない温度検知部が検出した温度があらかじめ決められた閾値以下となった場合、四方弁５７Ａは接続点Ｅ１と接続点Ｆ１とを接続すると共に接続点Ｇ１と接続点Ｈ１とを接続する。その後、電磁弁５８が開く。これにより、比較的高温の圧縮冷媒が室外機熱交換器２４Ａに送られ、霜は融解する。以下では、霜を融解させる運転は「デフロスト運転」と記載される。

　暖房運転が行われている場合に室外機熱交換器２４Ｂへの着霜が検知された場合、四方弁５７Ｂは接続点Ｅ２と接続点Ｆ２とを接続すると共に接続点Ｇ２と接続点Ｈ２とを接続する。四方弁５７Ｂの動作以外は、室外機熱交換器２４Ａへの着霜が検知された場合に行われる動作と同じである。

　室外機熱交換器２４Ａへの着霜が検知された場合の動作では、室内機３の室内機熱交換器３３と室外機２Ａの室外機熱交換器２４Ａとの両方において凝縮作用が生じることから、室内機３の熱交換量をあらかじめ決められた値以上に保持するためには、圧縮機２１が圧縮する冷媒の量を増加させるために、圧縮機２１が有するモータの回転速度を増加させて高出力状態にする必要がある。電動機４３の結線状態がスター結線である場合、電動機４３の回転速度は一定の閾値以下に制限され、空気調和装置１Ｂは高出力状態にならない。そのため、結線状態切り替え部４６は、電動機４３の結線状態をデルタ結線に設定して圧縮機２１が有するモータの回転速度を増加させる。

　次に、実施の形態４に係る空気調和装置１Ｂの動作を説明する。図１２は、実施の形態４に係る空気調和装置１Ｂが実行する、着霜が検知された場合の動作の各手順を示すフローチャートである。空気調和装置１Ｂの動作のうちのステップＳ１からスター結線での運転を継続するステップＳ１０までの動作は、図４の実施の形態１に係る空気調和装置１が行うステップＳ１からステップＳ１０までの動作と同じである。

　ステップＳ１０の動作が行われた後、室外機熱交換器２４Ａ又は室外機熱交換器２４Ｂへの着霜が検知されると（Ｓ５１でＹｅｓ）、室外機制御部２３は、電動機制御部４５にスター結線からデルタ結線に切り替えさせる指令を与える。電動機制御部４５の接点制御部４７は、電動機４３の結線状態をデルタ結線に切り替える（Ｓ５２）。室外機制御部２３は、四方弁５７Ａ又は四方弁５７Ｂの切り替えと電磁弁５８の開路とを行い、圧縮機２１が有するモータの回転速度を増加させて（Ｓ５３）、室外機熱交換器２４Ａへの着霜が検知された場合、室内機３の室内機熱交換器３３と室外機２Ａの室外機熱交換器２４Ａとに凝縮作用を生じさせる。これにより、デフロスト運転が行われる。室外機熱交換器２４Ａ及び室外機熱交換器２４Ｂへの着霜が検知されない場合（Ｓ５１でＮｏ）、空気調和装置１Ｂの動作はステップＳ１０に移行する。

　ステップＳ５３の動作が行われた後、デフロスト運転の終了条件が満たされた場合（Ｓ５４でＹｅｓ）、室外機制御部２３は、四方弁５７Ａ又は四方弁５７Ｂの切り替えと電磁弁５８の閉路とを行うことで、デフロスト運転を終了させる（Ｓ５５）。ステップＳ５５が行われた後の運転状態は、図４のステップＳ５の動作が行われた後の運転状態と同じである。したがって、ステップＳ５５が行われた後、空気調和装置１Ｂは、図４のステップＳ６以降の動作を行う。デフロスト運転の終了条件が満たされていない場合（Ｓ５４でＮｏ）、室外機制御部２３は、デルタ結線での運転を継続させる（Ｓ５６）。ステップＳ５６の動作が行われた後、ステップＳ５４の動作が行われる。

　上述のように、実施の形態４に係る空気調和装置１Ｂは、暖房運転とデフロスト運転との相互の切り替えにおいて暖房運転を停止させることなく結線状態の切り替えを行うことができ、室内温度の低下を発生させないという効果を得る。

　図１３は、実施の形態１に係る空気調和装置１における室外機２が有する電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部の機能がプロセッサ１０１によって実現される場合のプロセッサ１０１を示す図である。つまり、電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部の機能は、メモリ１０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ１０１によって実現されてもよい。プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）である。図１３には、メモリ１０２も示されている。

　電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部の機能がプロセッサ１０１によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ１０１と、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェア及びファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部の機能を実現する。

　電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部の機能がプロセッサ１０１によって実現される場合、室外機２は、電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３によって実行されるステップの一部が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１０２を有する。メモリ１０２に格納されるプログラムは、電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３が実行する手順又は方法の一部をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

　メモリ１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　Erasable　Programmable　Read-Only　Memory）等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）等である。

　図１４は、実施の形態１に係る空気調和装置１における室外機２が有する電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部が処理回路１０３によって実現される場合の処理回路１０３を示す図である。つまり、電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部は、処理回路１０３によって実現されてもよい。

　処理回路１０３は、専用のハードウェアである。処理回路１０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ(Application　Specific　Integrated　Circuit)、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）、又はこれらを組み合わせたものである。

　電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。

　電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の複数の機能について、当該複数の機能の一部がソフトウェア又はファームウェアで実現され、当該複数の機能の残部が専用のハードウェアで実現されてもよい。このように、電動機駆動装置２２及び室外機制御部２３の複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。

　実施の形態１に係る空気調和装置１における室内機３が有する室内機制御部３１の一部又は全部の機能は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサによって実現されてもよい。当該メモリは、メモリ１０２と同等の機能を有する。室内機制御部３１の一部又は、処理回路によって実現されてもよい。当該処理回路は、処理回路１０３と同等の機能を有する。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。

　１，１Ａ，１Ｂ　空気調和装置、２，２Ａ　室外機、３，３Ａ　室内機、４　リモートコントローラ、２１　圧縮機、２２　電動機駆動装置、２３　室外機制御部、２４，２４Ａ，２４Ｂ　室外機熱交換器、２５，５７Ａ，５７Ｂ　四方弁、２６　減圧部、２７　冷媒蓄積部、２８　室外機ファン、３１　室内機制御部、３２　室内温度検出部、３３　室内機熱交換器、３４　室内機ファン、３５　空間温度湿度検出装置、３６　ネットワーク接続装置、４１　コンデンサ、４２　インバータ、４３　電動機、４４　中性点端子、４５　電動機制御部、４６　結線状態切り替え部、４７　接点制御部、４８　インバータ制御部、５１，５２，５３　リレー、５８　電磁弁、５９　逆止弁、６１，６２，６３　接点板、７１，７２，７３，８１，８２，８３　接点、９１，９２，９３　コイル、９４　アクセスポイント、９５　クラウドサーバ、９６　情報通信端末、１０１　プロセッサ、１０２　メモリ、１０３　処理回路、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２　接続点。

Claims

　室内機と、
　冷媒を圧縮する圧縮機及び前記圧縮機を駆動する電動機駆動装置を有する室外機とを備える空気調和装置であって、
　前記電動機駆動装置は、
　　直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
　　両端が開放状態である３個の固定子巻線を含み、前記インバータによって得られる前記交流電圧をもとに動作する電動機と、
　　前記電動機に含まれる前記３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持ち、前記空気調和装置の運転の開始時に前記結線状態をスター結線に設定する結線状態切り替え部とを有する
　空気調和装置。
　室内機と、
　冷媒を圧縮する圧縮機及び前記圧縮機を駆動する電動機駆動装置を有する室外機とを備える空気調和装置であって、
　前記電動機駆動装置は、
　　直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
　　両端が開放状態である３個の固定子巻線を含み、前記インバータによって得られる前記交流電圧をもとに動作する電動機と、
　　前記電動機に含まれる前記３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持ち、前記空気調和装置が運転している場合、前記圧縮機の動作を停止させることなく、前記結線状態をスター結線とデルタ結線との間で切り替える結線状態切り替え部とを有する
　空気調和装置。
　前記結線状態切り替え部は、前記室内機が設置されている部屋の温度と設定温度との温度差と、あらかじめ決められた閾値とを比較した結果をもとに、前記結線状態を選択する
　請求項１又は２に記載の空気調和装置。
　前記結線状態切り替え部は、前記３個の固定子巻線の結線状態のパターンを示す結線状態選択パターンをもとに、前記結線状態を選択する
　請求項１又は２に記載の空気調和装置。
　前記結線状態選択パターンは、前記室内機が設置されている部屋に関連する情報をもとに決定される
　請求項４に記載の空気調和装置。
　前記結線状態選択パターンは、前記情報の経時変化を示す経時変化情報をもとに決定される
　請求項５に記載の空気調和装置。
　前記結線状態選択パターンは、情報通信回線を通じて取得された第２情報であって他の空気調和装置の室内機が設置されている部屋に関連する前記第２情報をもとに決定される
　請求項５又は６に記載の空気調和装置。
　前記結線状態選択パターンは、前記室内機が設置されている部屋の温度及び湿度と、前記温度及び前記湿度の分布に関連する情報とをもとに決定される
　請求項４に記載の空気調和装置。
　前記結線状態選択パターンは、前記情報の経時変化を示す経時変化情報をもとに決定される
　請求項８に記載の空気調和装置。
　前記結線状態選択パターンは、情報通信回線を通じて取得された第２情報であって他の空気調和装置の室内機が設置されている部屋に関連する前記第２情報をもとに決定される
　請求項８又は９に記載の空気調和装置。
　室内機熱交換器を有する室内機と、
　２個以上の室外機熱交換器、冷媒を圧縮する圧縮機及び前記圧縮機を駆動する電動機駆動装置を有する室外機とを備え、前記室内機熱交換器と前記２個以上の室外機熱交換器のうちの一部の室外機熱交換器とが同時に前記冷媒を凝縮させる機能を有する空気調和装置であって、
　前記電動機駆動装置は、
　　直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
　　両端が開放状態である３個の固定子巻線を含み、前記インバータによって得られる前記交流電圧をもとに動作する電動機と、
　　前記電動機に含まれる前記３個の固定子巻線の結線状態を変更する機能を持ち、前記空気調和装置が運転している場合、前記圧縮機の動作を停止させることなく、前記結線状態をスター結線とデルタ結線との間で切り替える結線状態切り替え部とを有する
　空気調和装置。
　前記結線状態切り替え部は、前記結線状態を前記デルタ結線に設定して前記圧縮機が有するモータの回転速度を増加させる
　請求項１１に記載の空気調和装置。