WO2022234860A1

WO2022234860A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2022234860A1
Application number: PCT/JP2022/019573
Authority: WO
Inventors: 健浩直井; 雄太福山; 喬也中西; 竜太大浦
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2022-05-06
Publication date: 2022-11-10
Also published as: CN117280165A; EP4336116A4; US12055312B2; JP7216309B2; EP4336116A1; US20240068695A1; JP2022172976A; CN117280165B

Abstract

冷房運転又は暖房運転を停止した後、流量調整機構を閉じた状態から冷房運転又は暖房運転を開始すると、流量調整機構が適切な開度になるまでに時間がかかり、運転効率が低下する、という課題がある。空気調和装置は、室内ユニットと、室外ユニットと、室外膨張弁及び室内膨張弁と、制御部と、を備える。制御部は、第１制御と、第２制御と、を行う。第１制御は、冷房運転又は暖房運転を行っている間に、第１条件が満たされると冷房運転又は暖房運転を停止し、その後、第２条件が満たされると冷房運転又は暖房運転を開始する。第１条件は、対象空間の熱負荷が低いことを示す条件である。第２条件は、対象空間の熱負荷に関する条件である。第２制御は、第１制御により、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁及び室内膨張弁の開度を、第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする。

Description

空気調和装置

　空気調和装置に関する。

　特許文献１（特開２０２０－０５１７００）に示されているように、冷房運転又は暖房運転時に、対象空間の熱負荷が低くなると冷房運転又は暖房運転を停止し、その後、対象空間の熱負荷に応じて冷房運転又は暖房運転を開始する技術がある。

　特許文献１のように冷房運転又は暖房運転を停止した後、流量調整機構を閉じた状態から冷房運転又は暖房運転を開始すると、流量調整機構が適切な開度になるまでに時間がかかり、運転効率が低下する、という課題がある。

　第１観点の空気調和装置は、室内ユニットと、室外ユニットと、流量調整機構と、制御部と、を備える。室内ユニットは、空気調和の対象空間に設置される。室外ユニットは、対象空間の室外に設置される。流量調整機構は、冷媒の流量を調整する。制御部は、冷房運転又は暖房運転と、第１制御と、第２制御と、を行う。冷房運転又は暖房運転は、室内ユニット、及び室外ユニットに冷媒を循環させることによって、対象空間の室温を設定温度に近づける。第１制御は、冷房運転又は暖房運転を行っている間に、第１条件が満たされると冷房運転又は暖房運転を停止し、その後、第２条件が満たされると冷房運転又は暖房運転を開始する。第１条件は、対象空間の熱負荷が低いことを示す条件である。第２条件は、対象空間の熱負荷に関する条件である。第２制御は、第１制御により、冷房運転又は暖房運転を開始するときの流量調整機構の開度を、第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする。

　第１観点の空気調和装置は、冷房運転又は暖房運転を開始するときの流量調整機構の開度を、第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする。その結果、空気調和装置は、流量調整機構を開いた状態から冷房運転又は暖房運転を開始するため、運転効率の低下を防ぐことができる。

　第２観点の空気調和装置は、第１観点の空気調和装置であって、第１条件及び第２条件は、設定温度と室温との温度差に基づく条件である。

　第２観点の空気調和装置は、このような構成により、対象空間の熱負荷を正確に把握することができる。

　第３観点の空気調和装置は、第１観点又は第２観点のいずれかの空気調和装置であって、第２制御は、第１制御による冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返された後に行われる。

　第３観点の空気調和装置は、冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返されるような低負荷時に、第２制御を行う。その結果、空気調和装置は、圧縮機の負荷を減らすことができる。

　第４観点の空気調和装置は、第１観点から第３観点のいずれかの空気調和装置であって、第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの流量調整機構の開度は、第１条件が満たされた時点での開度を、所定の割合大きくした開度である。

　第４観点の空気調和装置は、このような構成により、より効率的に運転を開始することができる。

　第５観点の空気調和装置は、第１観点から第３観点のいずれかの空気調和装置であって、第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの流量調整機構の開度は、第１条件が満たされる前に、設定温度と室温との温度差が、所定の値となった時点での開度である。

　第５観点の空気調和装置は、このような構成により、より効率的に運転を開始することができる。

空気調和装置の冷媒回路を示す図である。空気調和装置の制御ブロック図である。冷房運転における第１制御及び第２制御時の各種機器の動作の一例を示す図である。暖房運転における第１制御及び第２制御時の各種機器の動作の一例を示す図である。冷房運転又は暖房運転における第１制御及び第２制御の処理を説明するためのフローチャートである。

　（１）全体構成
　空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、対象空間の冷房又は暖房を行う。本実施形態では、空気調和装置１は、いわゆるビル用マルチ式空気調和システムである。図１は、空気調和装置１の冷媒回路５０を示す図である。図１に示すように、空気調和装置１は、主として、室内ユニット２０と、室外ユニット３０と、を備える。室内ユニット２０と、室外ユニット３０とは、液冷媒連絡配管５１及びガス冷媒連絡配管５２を介して接続されることで、冷媒回路５０を構成している。室内ユニット２０と、室外ユニット３０とは、通信線８０によって、通信可能に接続されている。

　（２）詳細構成
　（２－１）室内ユニット
　室内ユニット２０は、空気調和装置１が設置される建物の室内等、空気調和の対象空間に設置される。室内ユニット２０は、例えば、天井埋込型のユニットや、天井吊下型のユニットや、床置型のユニット等である。図１に示すように、室内ユニット２０は、主として、室内膨張弁２３（流量調整機構）と、室内制御部２９と、を備える。また、室内ユニット２０は、室内熱交換器２１と、室内ファン２２と、室内温度センサ６１と、ガス側温度センサ６２と、液側温度センサ６３と、を有する。また、室内ユニット２０は、室内熱交換器２１の液側端と液冷媒連絡配管５１とを接続する液冷媒配管５３ａと、室内熱交換器２１のガス側端とガス冷媒連絡配管５２とを接続するガス冷媒配管５３ｂとを有する。

　（２－１－１）室内熱交換器
　室内熱交換器２１は、構造を限定するものではないが、例えば、伝熱管（図示省略）と多数のフィン（図示省略）とにより構成される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。室内熱交換器２１は、室内熱交換器２１を流れる冷媒と、対象空間の空気と、の間で熱交換を行う。

　室内熱交換器２１は、冷房運転の際には蒸発器として機能し、暖房運転の際には凝縮器として機能する。

　（２－１－２）室内ファン
　室内ファン２２は、室内ユニット２０内に対象空間の空気を吸入して室内熱交換器２１に供給し、室内熱交換器２１において冷媒と熱交換した空気を、対象空間へと供給する。室内ファン２２は、例えば、ターボファンやシロッコファン等の遠心ファンである。室内ファン２２は、室内ファンモータ２２ｍによって駆動される。室内ファンモータ２２ｍの回転周波数は、インバータにより制御可能である。

　（２－１－３）室内膨張弁
　室内膨張弁２３は、液冷媒配管５３ａを流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。室内膨張弁２３は、液冷媒配管５３ａに設けられる。本実施形態では、室内膨張弁２３は、開度調節が可能な電子膨張弁である。

　（２－１－４）センサ
　室内温度センサ６１は、対象空間の空気の温度（室温）を測定する。室内温度センサ６１は、室内ユニット２０の空気の吸入口付近に設けられている。

　ガス側温度センサ６２は、ガス冷媒配管５３ｂを流れる冷媒の温度を計測する。ガス側温度センサ６２は、ガス冷媒配管５３ｂに設けられている。

　液側温度センサ６３は、液冷媒配管５３ａを流れる冷媒の温度を計測する。液側温度センサ６３は、液冷媒配管５３ａに設けられている。

　室内温度センサ６１、ガス側温度センサ６２、及び液側温度センサ６３は、例えば、サーミスタである。

　（２－１－５）室内制御部
　室内制御部２９は、室内ユニット２０を構成する各部の動作を制御する。

　室内制御部２９は、室内膨張弁２３、及び室内ファンモータ２２ｍを含む、室内ユニット２０が有する各種機器と電気的に接続されている。また、室内制御部２９は、室内温度センサ６１、ガス側温度センサ６２、及び液側温度センサ６３を含む、室内ユニット２０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

　室内制御部２９は、制御演算装置及び記憶装置を有する。制御演算装置は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体である。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに従って所定の演算処理を行うことで、室内ユニット２０を構成する各部の動作を制御する。また、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。また、室内制御部２９は、タイマーを有する。

　室内制御部２９は、操作用リモコン（図示省略）から送信される各種信号を、受信可能に構成されている。各種信号には、例えば、運転の開始及び停止を指示する信号や、各種設定に関する信号が含まれる。各種設定に関する信号には、例えば、設定温度や設定湿度に関する信号が含まれる。また、室内制御部２９は、通信線８０を介して、室外ユニット３０の室外制御部３９との間で制御信号、計測信号、各種設定に関する信号等のやりとりを行う。

　室内制御部２９と、室外制御部３９とは、協働して制御部７０として機能する。制御部７０の機能については後述する。

　（２－２）室外ユニット
　室外ユニット３０は、空気調和装置１が設置される建物の屋上等、対象空間の室外に設置される。図１に示すように、室外ユニット３０は、主として、室外膨張弁３４（流量調整機構）と、室外制御部３９と、を備える。また、室外ユニット３０は、圧縮機３１と、流向切換機構３２と、室外熱交換器３３と、アキュムレータ３５と、室外ファン３６と、液側閉鎖弁３７と、ガス側閉鎖弁３８と、吸入圧力センサ６４と、吐出圧力センサ６５と、を有する。また、室外ユニット３０は、吸入管５４ａと、吐出管５４ｂと、第１ガス冷媒管５４ｃと、液冷媒管５４ｄと、第２ガス冷媒管５４ｅと、を有する。

　図１に示すように、吸入管５４ａは、流向切換機構３２と圧縮機３１の吸入側とを接続する。吸入管５４ａには、アキュムレータ３５が設けられる。吐出管５４ｂは、圧縮機３１の吐出側と流向切換機構３２とを接続する。第１ガス冷媒管５４ｃは、流向切換機構３２と室外熱交換器３３のガス側とを接続する。液冷媒管５４ｄは、室外熱交換器３３の液側と液冷媒連絡配管５１とを接続する。液冷媒管５４ｄには、室外膨張弁３４が設けられている。液冷媒管５４ｄと液冷媒連絡配管５１との接続部には、液側閉鎖弁３７が設けられている。第２ガス冷媒管５４ｅは、流向切換機構３２とガス冷媒連絡配管５２とを接続する。第２ガス冷媒管５４ｅとガス冷媒連絡配管５２との接続部には、ガス側閉鎖弁３８が設けられている。

　（２－２－１）圧縮機
　図１に示すように、圧縮機３１は、吸入管５４ａから冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、圧縮機構（図示せず）で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管５４ｂへと吐出する機器である。

　圧縮機３１は、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。圧縮機３１の圧縮機構は、圧縮機モータ３１ｍによって駆動される。圧縮機モータ３１ｍの回転周波数は、インバータにより制御可能である。

　（２－２－２）流向切換機構
　流向切換機構３２は、冷媒の流路を、第１状態と第２状態との間で切り換える機構である。流向切換機構３２は、第１状態のとき、図１の流向切換機構３２内の実線で示されるように、吸入管５４ａを第２ガス冷媒管５４ｅと連通させ、吐出管５４ｂを第１ガス冷媒管５４ｃと連通させる。流向切換機構３２は、第２状態のとき、図１の流向切換機構３２内の破線で示されるように、吸入管５４ａを第１ガス冷媒管５４ｃと連通させ、吐出管５４ｂを第２ガス冷媒管５４ｅと連通させる。

　流向切換機構３２は、冷房運転時には、冷媒の流路を第１状態とする。このとき、圧縮機３１から吐出される冷媒は、冷媒回路５０内を、室外熱交換器３３、室外膨張弁３４、室内膨張弁２３、室内熱交換器２１の順に流れ、圧縮機３１へと戻る。第１状態では、室外熱交換器３３は凝縮器として機能し、室内熱交換器２１は蒸発器として機能する。

　流向切換機構３２は、暖房運転時には、冷媒の流路を第２状態とする。このとき、圧縮機３１から吐出される冷媒は、冷媒回路５０内を、室内熱交換器２１、室内膨張弁２３、室外膨張弁３４、室外熱交換器３３の順に流れ、圧縮機３１へと戻る。第２状態では、室外熱交換器３３は蒸発器として機能し、室内熱交換器２１は凝縮器として機能する。

　（２－２－３）室外熱交換器
　室外熱交換器３３では、室外熱交換器３３を流れる冷媒と、室外の空気と、の間で熱交換が行われる。室外熱交換器３３は、構造を限定するものではないが、例えば、伝熱管（図示せず）と多数のフィン（図示せず）とにより構成される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。

　（２－２－４）室外膨張弁
　室外膨張弁３４は、液冷媒管５４ｄを流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。本実施形態では、室外膨張弁３４は、開度調節が可能な電子膨張弁である。

　（２－２－５）アキュムレータ
　アキュムレータ３５は、流入する冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分ける気液分離機能を有する容器である。アキュムレータ３５に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が圧縮機３１へと流入する。

　（２－２－６）室外ファン
　室外ファン３６は、室外ユニット３０内に室外の空気を吸入して室外熱交換器３３に供給し、室外熱交換器３３において冷媒と熱交換した室外の空気を、室外ユニット３０の外に排出するファンである。室外ファン３６は、例えばプロペラファン等の軸流ファンである。室外ファン３６は、室外ファンモータ３６ｍによって駆動される。室外ファンモータ３６ｍの回転周波数は、インバータにより制御可能である。

　（２－２－７）センサ
　吸入圧力センサ６４は、吸入圧力を計測するセンサである。吸入圧力センサ６４は、吸入管５４ａに設けられている。吸入圧力は、冷凍サイクルの低圧の値である。

　吐出圧力センサ６５は、吐出圧力を計測するセンサである。吐出圧力センサ６５は、吐出管５４ｂに設けられている。吐出圧力は、冷凍サイクルの高圧の値である。

　（２－２－８）液側閉鎖弁及びガス側閉鎖弁
　図１に示すように、液側閉鎖弁３７は、液冷媒管５４ｄと液冷媒連絡配管５１との接続部に設けられた弁である。ガス側閉鎖弁３８は、第２ガス冷媒管５４ｅとガス冷媒連絡配管５２との接続部に設けられた弁である。液側閉鎖弁３７及びガス側閉鎖弁３８は、例えば、手動で操作される弁である。

　（２－２－９）室外制御部
　室外制御部３９は、室外ユニット３０を構成する各部の動作を制御する。

　室外制御部３９は、圧縮機モータ３１ｍ、流向切換機構３２、室外膨張弁３４、及び室外ファンモータ３６ｍを含む、室外ユニット３０が有する各種機器に電気的に接続されている。また、室外制御部３９は、吸入圧力センサ６４、及び吐出圧力センサ６５を含む、室外ユニット３０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

　室外制御部３９は、制御演算装置及び記憶装置を有する。制御演算装置は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体である。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに従って所定の演算処理を行うことで、室外ユニット３０を構成する各部の動作を制御する。また、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。また、室外制御部３９は、タイマーを有する。

　室外制御部３９は、通信線８０を介して、室内ユニット２０の室内制御部２９との間で制御信号、計測信号、各種設定に関する信号等のやりとりを行う。

　室外制御部３９と、室内制御部２９とは、協働して制御部７０として機能する。制御部７０の機能については後述する。

　（２－３）制御部
　制御部７０は、室内制御部２９と室外制御部３９とが、通信線８０を介して通信可能に接続されることによって構成されている。言い換えると、室内制御部２９と室外制御部３９との協働が、空気調和装置１の動作を制御する制御部７０として機能する。

　図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。図２に示すように、制御部７０は、室内温度センサ６１、ガス側温度センサ６２、液側温度センサ６３、吸入圧力センサ６４、及び吐出圧力センサ６５と通信可能に接続されている。制御部７０は、各種センサの送信する計測信号を受信する。また、制御部７０は、室内膨張弁２３、室内ファンモータ２２ｍ、圧縮機モータ３１ｍ、流向切換機構３２、室外膨張弁３４、及び室外ファンモータ３６ｍと電気的に接続されている。制御部７０は、操作用リモコンから送信される制御信号に応じて、各種センサの計測信号に基づき、室内膨張弁２３、室内ファンモータ２２ｍ、圧縮機モータ３１ｍ、流向切換機構３２、室外膨張弁３４、及び室外ファンモータ３６ｍを含む、空気調和装置１の各種機器の動作を制御する。

　制御部７０は、主として、冷房運転又は暖房運転と、第１制御と、第２制御と、を行う。

　（２－３－１）冷房運転
　制御部７０は、操作用リモコンから、室内ユニット２０に冷房運転を行わせる旨の指示を受けると、流向切換機構３２内が、図１の実線で示された状態になるように流向切換機構３２を制御する。このとき、冷媒の流路は、第１状態となる。

　制御部７０は、室外膨張弁３４を段階的に開けると共に、室内熱交換器２１のガス側出口における冷媒の過熱度が所定の目標過熱度になるように、室内膨張弁２３を開度調節する。室内熱交換器２１のガス側出口における冷媒の過熱度は、例えば、ガス側温度センサ６２の計測値から、吸入圧力センサ６４の計測値（吸入圧力）から換算される蒸発温度を、差し引くことで算出される。

　また、制御部７０は、吸入圧力センサ６４の計測値から換算される蒸発温度が所定の目標蒸発温度に近づくように、圧縮機３１の運転容量を制御する。圧縮機３１の運転容量の制御は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数を制御することにより行われる。

　以上のように、対象空間の室温を設定温度に近づけるように、制御部７０が圧縮機３１、室外膨張弁３４、及び室内膨張弁２３等の各種機器を制御することで、冷房運転時には冷媒回路５０を以下のように冷媒が流れる。

　圧縮機３１が起動されると、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が圧縮機３１に吸入され、圧縮機３１で圧縮されて冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒となる。

　高圧のガス冷媒は、流向切換機構３２を経由して、第１ガス冷媒管５４ｃを流れ、室外熱交換器３３に送られる。室外熱交換器３３に送られた高圧のガス冷媒は、室外ファン３６によって供給される室外の空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。室外熱交換器３３を通過した高圧の液冷媒は、液冷媒管５４ｄを流れ、室外膨張弁３４を通過し、室内ユニット２０に送られる。

　室内ユニット２０に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁２３において圧縮機３１の吸入圧力近くまで減圧され、気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器２１に送られる。気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器２１において、室内ファン２２により室内熱交換器２１へと供給される対象空間の空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管５２を経由して室外ユニット３０に送られ、流向切換機構３２を経由してアキュムレータ３５に流入する。アキュムレータ３５に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機３１に吸入される。室内熱交換器２１に供給された空気の温度は、室内熱交換器２１を流れる冷媒と熱交換することで低下し、室内熱交換器２１で冷却された空気が対象空間に吹き出す。

　（２－３－２）暖房運転
　制御部７０は、操作用リモコンから、室内ユニット２０に暖房運転を行わせる旨の指示を受けると、流向切換機構３２内が、図１の破線で示された状態になるように流向切換機構３２を制御する。このとき、冷媒の流路は、第２状態となる。

　制御部７０は、室内熱交換器２１の液側出口における冷媒の過冷却度が所定の目標過冷却度になるように、室内膨張弁２３を開度調節する。室内熱交換器２１の液側出口における冷媒の過冷却度は、例えば、吐出圧力センサ６５の計測値（吐出圧力）から換算される凝縮温度から、液側温度センサ６３の計測値を差し引くことで算出される。

　また、制御部７０は、室外熱交換器３３に流入する冷媒が、室外熱交換器３３において蒸発可能な圧力まで減圧されるように、室外膨張弁３４を開度調節する。

　また、制御部７０は、吐出圧力センサ６５の計測値から換算される凝縮温度が所定の目標凝縮温度に近づくように、圧縮機３１の運転容量を制御する。圧縮機３１の運転容量の制御は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数を制御により行われる。

　以上のように、対象空間の室温を設定温度に近づけるように、制御部７０が、圧縮機３１、室外膨張弁３４、及び室内膨張弁２３等の各種機器を制御することで、暖房運転時には冷媒回路５０を以下のように冷媒が流れる。

　圧縮機３１が起動されると、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が圧縮機３１に吸入され、圧縮機３１で圧縮されて冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、流向切換機構３２を経由して室内熱交換器２１に送られ、室内ファン２２によって供給される対象空間の空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となる。室内熱交換器２１へと供給された空気の温度は、室内熱交換器２１を流れる冷媒と熱交換することで上昇し、室内熱交換器２１で加熱された空気が対象空間に吹き出す。室内熱交換器２１を通過した高圧の液冷媒は、室内膨張弁２３を通過して減圧される。室内膨張弁２３において減圧された冷媒は、液冷媒連絡配管５１を経由して室外ユニット３０に送られ、液冷媒管５４ｄに流入する。液冷媒管５４ｄを流れる冷媒は、室外膨張弁３４を通過する際に圧縮機３１の吸入圧力近くまで減圧され、気液二相状態の冷媒となって室外熱交換器３３に流入する。室外熱交換器３３に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン３６によって供給される室外の空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、流向切換機構３２を経由してアキュムレータ３５に流入する。アキュムレータ３５に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機３１に吸入される。

　（２－３－３）第１制御
　制御部７０は、第１制御として、冷房運転又は暖房運転を行っている間に、第１条件が満たされると、冷房運転又は暖房運転を停止する。第１条件は、対象空間の熱負荷が低いことを示す条件である。本実施形態では、第１条件は、設定温度と室温との温度差に基づく条件である。具体的には、本実施形態の冷房運転における第１条件は、室温が設定温度より１℃以上低くなった場合に成立する条件である。また、本実施形態の暖房運転における第１条件は、室温が設定温度より１℃以上高くなった場合に成立する条件である。

　制御部７０は、第１条件が満たされたことによって冷房運転又は暖房運転を停止した後、第２条件が満たされると、冷房運転又は暖房運転を開始する。第２条件は、対象空間の熱負荷に関する条件である。本実施形態では、第２条件は、設定温度と室温との温度差に基づく条件である。具体的には、本実施形態の冷房運転における第２条件は、室温が設定温度より１℃以上高くなった場合に成立する条件である。また、本実施形態の暖房運転における第１条件は、室温が設定温度より１℃以上低くなった場合に成立する条件である。

　以下、冷房運転及び暖房運転それぞれにおける、第１制御時の各種機器の動作について説明する。

　（２－３－３－１）冷房運転における第１制御
　図３は、冷房運転における第１制御及び第２制御時の各種機器の動作の一例を示す図である。図３の上側のグラフは、横軸を時間軸として、設定温度の周辺における対象空間の室温の推移を示している。図３の下側のグラフは、横軸を時間軸として、圧縮機３１の圧縮機モータ３１ｍの回転周波数の推移と、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度の推移と、を示している。

　図３の「冷房運転１」に示すように、冷房運転によって対象空間の室温が設定温度に近づくにつれ、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に小さくしていく。

　図３の「第１制御Ａ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度－１℃」以下になると（第１条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御として、冷房運転を停止する。具体的には、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍを停止し、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３を全閉状態にする。

　図３の「運転停止１」に示すように、制御部７０が冷房運転を停止している間、対象空間の室温は上昇していく。

　図３の「第１制御Ｂ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度＋１℃」以上になると（第２条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御として、冷房運転を開始する。具体的には、「冷房運転２」に示すように、制御部は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に大きくしていく。このとき、制御部７０は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、全閉状態から大きくしていく。

　図３の「冷房運転２」に示すように、冷房運転によって対象空間の室温が設定温度に近づくにつれ、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に小さくしていく。

　図３の「第１制御Ｃ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度－１℃」以下になると（第１条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御として、冷房運転を停止する。具体的には、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍを停止し、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３を全閉状態にする。

　（２－３－３－２）暖房運転における第１制御
　図４は、暖房運転における第１制御及び第２制御時の各種機器の動作の一例を示す図である。図４の上側のグラフは、横軸を時間軸として、設定温度の周辺における対象空間の室温の推移を示している。図４の下側のグラフは、横軸を時間軸として、圧縮機３１の圧縮機モータ３１ｍの回転周波数の推移と、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度の推移と、を示している。

　図４の「暖房運転１」に示すように、暖房運転によって対象空間の室温が設定温度に近づくにつれ、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に小さくしていく。

　図４の「第１制御Ａ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度＋１℃」以上になると（第１条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御として、暖房運転を停止する。具体的には、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍを停止し、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３を全閉状態にする。

　図４の「運転停止１」に示すように、制御部７０が暖房運転を停止している間、対象空間の室温は下降していく。

　図４の「第１制御Ｂ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度－１℃」以下になると（第２条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御として、暖房運転を開始する。具体的には、「暖房運転２」に示すように、制御部は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に大きくしていく。このとき、制御部７０は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、全閉状態から大きくしていく。

　図４の「暖房運転２」に示すように、暖房運転によって対象空間の室温が設定温度に近づくにつれ、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に小さくしていく。

　図４の「第１制御Ｃ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度＋１℃」以上になると（第１条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御として、暖房運転を停止する。具体的には、制御部７０は、圧縮機モータ３１ｍを停止し、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３を全閉状態にする。

　（２－３－４）第２制御
　第２制御は、第１制御により、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする。本実施形態では、第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度は、第１条件が満たされた時点での開度を、所定の割合大きくした開度である。所定の割合は、例えば、３０％である。第２制御は、第１制御による冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返された後に行われてもよい。例えば、第２制御は、第１制御による冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、３０分以内に５回繰り返された後に行われてもよい。

　（２－３－４－１）冷房運転における第１制御及び第２制御
　図３の「運転停止２」に示すように、制御部７０が冷房運転を停止している間、対象空間の室温は上昇していく。

　図３の「第１制御Ｄ＋第２制御Ａ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度＋１℃」になると（第２条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御及び第２制御として、冷房運転を開始する。具体的には、「冷房運転３」に示すように、制御部は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に大きくしていく。このとき、制御部７０は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、第１条件が満たされた時点での開度を所定の割合大きくした開度（図３のα，β点）、から大きくしていく。

　（２－３－４－２）暖房運転における第１制御及び第２制御
　図４の「運転停止２」に示すように、制御部７０が暖房運転を停止している間、対象空間の室温は下降していく。

　図４の「第１制御Ｄ＋第２制御Ａ」に示すように、対象空間の室温が「設定温度－１℃」になると（第２条件を満たすと）、制御部７０は、第１制御及び第２制御として、暖房運転を開始する。具体的には、「暖房運転３」に示すように、制御部は、圧縮機モータ３１ｍの回転周波数、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、段階的に大きくしていく。このとき、制御部７０は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、第１条件が満たされた時点での開度を所定の割合大きくした開度（図４のα，β点）、から大きくしていく。

　（３）処理
　冷房運転又は暖房運転における第１制御及び第２制御の処理の一例を、図５のフローチャートを用いて説明する。

　ステップＳ１に示すように、制御部７０は、操作用リモコンからの指示等により、冷房運転又は暖房運転を開始する。

　ステップＳ１からステップＳ２に進むと、制御部７０は、所定時間Ｔ１待機する。所定時間Ｔ１は、例えば、５分である。

　ステップＳ２からステップＳ３に進むと、制御部７０は、第１条件が満たされたか否かを判定する。第１条件が満たされた場合、ステップＳ４に進む。第１条件が満たされない場合、ステップＳ２に戻り、制御部７０は、再び所定時間Ｔ１待機する。言い換えると、制御部７０は、所定時間Ｔ１ごとに、第１条件が満たされたか否かを判定する。

　ステップＳ３からステップＳ４に進むと、制御部７０は、冷房運転又は暖房運転を停止する。

　ステップＳ４からステップＳ５に進むと、制御部７０は、所定時間Ｔ２待機する。所定時間Ｔ２は、例えば、５分である。

　ステップＳ５からステップＳ６に進むと、制御部７０は、第２条件が満たされたか否かを判定する。第２条件が満たされた場合、ステップＳ７に進む。第２条件が満たされない場合、ステップＳ５に戻り、制御部７０は、再び所定時間Ｔ２待機する。言い換えると、制御部７０は、所定時間Ｔ２ごとに、第２条件が満たされたか否かを判定する。

　ステップＳ６からステップＳ７に進むと、制御部７０は、第１制御による冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返されているか否かを判定する。所定時間内に所定回数繰り返されている場合、ステップＳ８に進む。所定時間内に所定回数繰り返されていない場合、ステップＳ９に進む。

　ステップＳ７からステップＳ８に進むと、制御部７０は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、第１条件が満たされた時点での開度を所定の割合大きくした開度にし（第２制御あり）、（ステップＳ１に戻り）冷房運転又は暖房運転を開始する。

　ステップＳ７からステップＳ９に進むと、制御部７０は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を全閉状態にし（第２制御なし）、（ステップＳ１に戻り）冷房運転又は暖房運転を開始する。

　制御部７０は、操作用リモコンからの指示等により、冷房運転又は暖房運転が停止されるまで、本処理を継続する。

　（４）特徴
　（４－１）
　従来、冷房運転又は暖房運転時に、対象空間の熱負荷が低くなると冷房運転又は暖房運転を停止し、その後、対象空間の熱負荷に応じて冷房運転又は暖房運転を開始する技術がある。

　しかし、冷房運転又は暖房運転を停止した後、流量調整機構を閉じた状態から冷房運転又は暖房運転を開始すると、流量調整機構が適切な開度になるまでに時間がかかり、運転効率が低下する、という課題がある。

　本実施形態の空気調和装置１は、室内ユニット２０と、室外ユニット３０と、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３と、制御部７０と、を備える。室内ユニット３０は、空気調和の対象空間に設置される。室外ユニット３０は、対象空間の室外に設置される。室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３は、冷媒の流量を調整する。制御部７０は、冷房運転又は暖房運転と、第１制御と、第２制御と、を行う。冷房運転又は暖房運転は、室内ユニット２０、及び室外ユニット３０に冷媒を循環させることによって、対象空間の室温を設定温度に近づける。第１制御は、冷房運転又は暖房運転を行っている間に、第１条件が満たされると冷房運転又は暖房運転を停止し、その後、第２条件が満たされると冷房運転又は暖房運転を開始する。第１条件は、対象空間の熱負荷が低いことを示す条件である。第２条件は、対象空間の熱負荷に関する条件である。第２制御は、第１制御により、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする。

　本実施形態の空気調和装置１は、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度を、第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする。その結果、空気調和装置１は、室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３を開いた状態から冷房運転又は暖房運転を開始するため、運転効率の低下を防ぐことができる。

　（４－２）
　本実施形態の空気調和装置１では、第１条件及び第２条件は、設定温度と、対象空間の室温との温度差に基づく条件である。その結果、空気調和装置１は、対象空間の熱負荷を正確に把握することができる。

　（４－３）
　本実施形態の空気調和装置１では、第２制御は、第１制御による冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返された後に行われる。

　本実施形態の空気調和装置１は、冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返されるような低負荷時に、第２制御を行う。その結果、空気調和装置１は、圧縮機３１の負荷を減らすことができる。

　（４－４）
　本実施形態の空気調和装置１では、第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度は、第１条件が満たされた時点での開度を、所定の割合大きくした開度である。その結果、空気調和装置１は、より効率的に運転を開始することができる。

　（５）変形例
　（５－１）変形例１Ａ
　本実施形態では、空気調和装置１は、１つの室内ユニット２０を有していた。しかし、空気調和装置１は、より多くの室内ユニット２０を有してもよい。このとき、制御部７０は、例えば、室内ユニット２０毎に、第１制御及び第２制御に伴う室内膨張弁２３の動作を制御する。また、制御部７０は、例えば、第１制御によって最後に冷房運転又は暖房運転を停止した室内ユニット２０（その結果、すべての室内ユニット２０が第１制御によって停止）と、第１制御によって最初に冷房運転又は暖房運転を開始した室内ユニット２０（当該室内ユニット２０以外は第１制御によって停止中）と、に合わせて、第１制御及び第２制御に伴う圧縮機３１及び室外膨張弁３４の動作を制御する。

　（５－２）変形例１Ｂ
　本実施形態では、空気調和装置１は、室内ユニット２０が室内膨張弁２３を有する、ビル用マルチ式空気調和システムであった。しかし、空気調和装置１は、家庭用ルームエアコン等のように、室内ユニット２０が室内膨張弁２３を有しないものであってもよい。

　（５－３）変形例１Ｃ
　本実施形態では、第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度は、第１条件が満たされた時点での開度を、所定の割合大きくした開度であった。

　しかし、第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの室外膨張弁３４及び室内膨張弁２３の開度は、第１条件が満たされる前に、設定温度と対象空間の室温との温度差が、所定の値となった時点での開度であってもよい。冷房運転の場合、所定の値は、例えば、０．５℃（対象空間の室温－設定温度）である。

　その結果、空気調和装置１は、より効率的に運転を開始することができる。

　（５－４）
　以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

　１　　空気調和装置
　２０　室内ユニット
　３０　室外ユニット
　２３　室内膨張弁（流量調整機構）
　３４　室外膨張弁（流量調整機構）
　７０　制御部

特開２０２０－０５１７００

Claims

　空気調和の対象空間に設置される、室内ユニット（２０）と、
　前記対象空間の室外に設置される、室外ユニット（３０）と、
　冷媒の流量を調整する、流量調整機構（２３，３４）と、
　制御部（７０）と、
を備え、
　前記制御部は、
　前記室内ユニット、及び前記室外ユニットに冷媒を循環させることによって、前記対象空間の室温を設定温度に近づける、冷房運転又は暖房運転と、
　冷房運転又は暖房運転を行っている間に、前記対象空間の熱負荷が低いことを示す第１条件、が満たされると冷房運転又は暖房運転を停止し、その後、前記対象空間の熱負荷に関する第２条件、が満たされると冷房運転又は暖房運転を開始する、第１制御と、
　前記第１制御により、冷房運転又は暖房運転を開始するときの前記流量調整機構の開度を、前記第１条件が満たされた時点での開度よりも大きくする、第２制御と、
を行う、
空気調和装置（１）。
　前記第１条件及び前記第２条件は、前記設定温度と前記室温との温度差に基づく条件である、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
　前記第２制御は、前記第１制御による冷房運転又は暖房運転の停止及び開始が、所定時間内に所定回数繰り返された後に行われる、
請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
　前記第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの前記流量調整機構の開度は、前記第１条件が満たされた時点での開度を、所定の割合大きくした開度である、
請求項１から３のいずれか１つに記載の空気調和装置（１）。
　前記第２制御における、冷房運転又は暖房運転を開始するときの前記流量調整機構の開度は、前記第１条件が満たされる前に、前記設定温度と前記室温との温度差が、所定の値となった時点での開度である、
請求項１から３のいずれか１つに記載の空気調和装置（１）。