WO2023021574A1

WO2023021574A1 - 空気調和装置

Info

Publication number: WO2023021574A1
Application number: PCT/JP2021/030009
Authority: WO
Inventors: 慎一伊藤
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-08-17
Publication date: 2023-02-23
Also published as: JPWO2023021574A1; JP7466786B2; CN117836569A

Abstract

空気調和装置は、空調対象空間に配置され、室内熱交換器および室内熱交換器に送風する室内ファンを有する室内機と、圧縮機を有する室外機と、空調対象空間内の室温を検知する室温センサと、室温センサにより検知された室温と設定温度との差温に基づく制御幅で圧縮機の圧縮機周波数を増加または減少させる制御を行う装置であって、圧縮機周波数が予め設定された設定周波数を超える場合、制御幅を第１の制御幅にして圧縮機を制御する通常運転を行う制御装置と、を備える。制御装置は、圧縮機周波数が設定周波数以下、且つ室内ファンの回転数が予め設定された設定回転数を超える場合、制御幅を第１の制御幅よりも小さい第２の制御幅にして圧縮機を制御する低能力運転を行い、圧縮機周波数が設定周波数以下、且つ室内ファンの回転数が設定回転数以下の場合、制御幅を第２の制御幅よりも小さい第３の制御幅にして圧縮機を制御する低風量低能力運転を行う。

Description

空気調和装置

　本開示は、居住空間などの空間の温度を調整する空気調和装置に関するものである。

　近年、住宅の高気密および高断熱化が進んでいる。これにより、室外から室内に侵入する熱量が減少し、空気調和装置に求められる熱処理能力が低下する状況が増えている。具体的には、空気調和装置の負荷が低下し、能力を定格能力に対し半分以下にする運転を行う頻度が増えている。

　空気調和装置の圧縮機周波数には、圧縮機の信頼性を担保するために下限周波数が規定されている。空気調和装置の負荷が低い場合、圧縮機を下限周波数で駆動させていても、空気調和装置の能力が負荷に対して大きくなり、圧縮機の運転と停止とを繰り返す発停運転が発生する。圧縮機の発停運転が発生すると、室温が変動するため、快適性が悪化する。また、圧縮機の起動時には、冷媒状態が安定しないことで冷凍サイクルの効率が低下するため、圧縮機が発停運転すると、結果的に消費電力の増加を招く。

　従来、圧縮機の発停運転を抑制する空調制御に関する技術として、室温が設定温度に近づいた場合に圧縮機周波数の制御幅を小さくする技術（例えば、特許文献１参照）がある。また、低能力時つまり空気調和装置の能力を定格能力に対し半分以下で運転している運転時に、圧縮機周波数の制御幅を小さくする技術（例えば、特許文献２参照）がある。

特開２００６－２７５４６０号公報特開２００２－１１５９２３号公報

　特許文献１では、室温が設定温度に近づいた場合に圧縮機周波数の制御幅を小さくすることによって、オーバーシュートを抑制し、制御性の向上を図っている。しかし、このような制御性の向上効果が得られるのは、空調能力が安定していて圧縮機周波数を相対的に高くして運転している場合である。圧縮機周波数を相対的に低くして運転している低能力時には、圧縮機周波数１Ｈｚあたりの空調能力の変化割合が、圧縮機周波数を相対的に高くして運転している場合の空調能力の変化割合よりも大きくなる。このため、特許文献１では、低能力時にオーバーシュートが発生し、制御性が低下する可能性があるという問題があった。

　また特許文献２では、圧縮機周波数が相対的に低い低能力時に、圧縮機周波数の制御幅を小さくすることによって、低能力時の制御性の向上を図っている。しかし、実際の空気調和装置は、室内機の形状と室内機の風速の影響とを大きく受けるため、特許文献２の制御では、意図した制御性が得られるとは限られず、改善の余地がある。

　具体的には例えば、家庭用のルームエアコンによくみられる壁掛け型室内機など、吸込み口と吹出し口とが近接している室内機では、吹出し口から吹出される気流の風量が少ない場合に、吹出し口から出た風が吸込み口へ戻るショートサイクルが発生しやすい。このようなショートサイクルが発生すると、吸込み口近傍に設置された吸込み温度センサが、吸込み空気ではなく吹出し空気の温度を室温と誤検知することで圧縮機の発停が誘発され、消費電力の増加を招くという問題があった。

　本開示は、上記のような課題を解決するものであり、低能力時の制御性の向上と消費電力の低減とを両立する空気調和装置を提供することを目的とする。

　本開示に係る空気調和装置は、空調対象空間に配置され、室内熱交換器および室内熱交換器に送風する室内ファンを有する室内機と、圧縮機を有する室外機と、空調対象空間内の室温を検知する室温センサと、室温センサにより検知された室温と設定温度との差温に基づく制御幅で圧縮機の圧縮機周波数を増加または減少させる制御を行う装置であって、圧縮機周波数が予め設定された設定周波数を超える場合、制御幅を第１の制御幅にして圧縮機を制御する通常運転を行う制御装置と、を備え、制御装置は、圧縮機周波数が設定周波数以下、且つ室内ファンの回転数が予め設定された設定回転数を超える場合、制御幅を第１の制御幅よりも小さい第２の制御幅にして圧縮機を制御する低能力運転を行い、圧縮機周波数が設定周波数以下、且つ室内ファンの回転数が設定回転数以下の場合、制御幅を第２の制御幅よりも小さい第３の制御幅にして圧縮機を制御する低風量低能力運転を行うものである。

　本開示における空気調和装置によれば、圧縮機周波数が設定周波数以下の低能力時であって室内ファンの回転数が設定回転数以下の低能力且つ低風量時に、低能力時のときよりも圧縮機周波数の制御幅を小さくする低風量低能力運転を行う。これにより、空気調和装置は、低能力時の制御性の向上と消費電力の低減とを両立することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の概略構成図である。実施の形態１に係る空気調和装置の制御ブロック図である。実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時の動作を示す図である。実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時の空気の状態変化を示す湿り空気線図である。実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時の動作を示す図である。実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時の空気の状態変化を示す湿り空気線図である。実施の形態１に係る空気調和装置における低能力運転の効果の説明図である。ショートサイクルの説明図である。実施の形態１に係る空気調和装置における低風量低能力運転の効果の説明図である。実施の形態１に係る空気調和装置における通常運転から低能力運転または低風量低能力運転への遷移を示すフローチャートである。ファン回転数に応じた空調能力と機器効率との関係を示す図である。実施の形態１に係る空気調和装置の変形例１の概略構成を示す図である。実施の形態１に係る空気調和装置の変形例２の概略構成を示す図である。実施の形態２に係る空気調和装置の低風量低能力運転の効果の説明図である。

　以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、本開示の範囲内で適宜変更することができる。

　実施の形態１．
（空気調和装置の構成）
　図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の概略構成図である。図１に示すように、実施の形態１の空気調和装置１００は、空調対象空間の外に配置される室外機１と、空調対象空間内に配置される室内機２とを備えている。室外機１と室内機２とは、配管３６によって接続されている。また、室外機１と室内機２とは、電源線または信号線等の配線（図示せず）によって接続されている。室外機１は、圧縮機１１と、流路切替弁１２と、室外熱交換器１３と、膨張弁１４と、室外ファン１５と、を備えている。室内機２は、室内熱交換器２１と、室内ファン２２と、第１温度センサ３１と、第２温度センサ３２と、第３温度センサ３３と、室温センサである吸込み温度センサ３４と、吹出し温度センサ３５と、制御装置５と、を備えている。

　圧縮機１１、流路切替弁１２、室外熱交換器１３、膨張弁１４および室内熱交換器２１は、配管３６により接続され、冷媒回路を構成している。空気調和装置１００の冷媒回路に循環する冷媒は、例えば二酸化炭素、炭化水素もしくはヘリウム等の自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡもしくはＨＦＣ４０７Ｃ等の塩素を含まない冷媒、またはＲ２２もしくはＲ１３４ａ等のフロン系冷媒である。

　圧縮機１１は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機１１としては、例えばレシプロ、ロータリー、スクロールまたはスクリューなどの各種タイプの圧縮機が用いられる。圧縮機１１の運転周波数は、制御装置５によって制御される。

　流路切替弁１２は、室外熱交換器１３が凝縮器として機能する冷房運転と、室外熱交換器１３が蒸発器として機能する暖房運転とを切替える四方弁である。流路切替弁１２は、冷房運転時は、図１に実線で示されるように、圧縮機１１から吐出される冷媒が室外熱交換器１３に流入するように切替えられる。流路切替弁１２は、暖房運転時は、図１に破線で示されるように、圧縮機１１から吐出される冷媒が室内熱交換器２１に流入するように切替えられる。

　室外熱交換器１３は、例えばプレートフィンチューブ式の熱交換器であり、円管または扁平管の内部を流通する冷媒と、室外ファン１５により供給される空気との熱交換を行う。室外熱交換器１３は、流路切替弁１２と膨張弁１４との間に配置されている。室外熱交換器１３は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。

　膨張弁１４は、冷媒を減圧させる弁である。膨張弁１４は、制御装置５によって開度を調整可能な電子膨張弁である。膨張弁１４は、室外熱交換器１３と室内熱交換器２１との間に配置されている。なお、図１において、膨張弁１４は室外機１に配置されているが、室内機２に配置されてもよい。

　室外ファン１５は、空調対象空間外の空気を吸込み、室外熱交換器１３を通過させて空調対象空間外に吹出す。室外ファン１５は、例えばモータによって駆動されるプロペラファン、シロッコファンまたはクロスフローファンである。室外ファン１５の風量は、制御装置５によって室外ファン１５の回転数が制御されることにより制御される。室外ファン１５のモータがＤＣモータの場合、制御装置５は、電流値を変化させて回転数を制御することで、室外ファン１５の風量を制御する。また、室外ファン１５のモータがＡＣモータの場合、制御装置５は、インバータ制御により電源周波数を変化させて回転数を制御することで、室外ファン１５の風量を制御する。

　室内熱交換器２１は、例えばプレートフィンチューブ式の熱交換器であり、円管または扁平管の内部を流通する冷媒と、室内ファン２２により送風される空気との熱交換を行う。室内熱交換器２１は、膨張弁１４と流路切替弁１２との間に配置される。室内熱交換器２１は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。

　室内ファン２２は、空調対象空間内の空気を吸込み、室内熱交換器２１に送風する。室内熱交換器２１に送風された空気は、空調対象空間内に吹出される。室内ファン２２は、例えばモータによって駆動されるプロペラファン、シロッコファンまたはクロスフローファンである。室内ファン２２の風量は、制御装置５によって室内ファン２２の回転数が制御されることにより制御される。室内ファン２２のモータがＤＣモータの場合、制御装置５は、電流値を変化させて回転数を制御することで、室内ファン２２の風量を制御する。また、室内ファン２２のモータがＡＣモータの場合、制御装置５は、インバータ制御により電源周波数を変化させて回転数を制御することで、室内ファン２２の風量を制御する。

　なお、図１では、１つの室内ファン２２が、図中の矢印で示す空気の流れにおいて室内熱交換器２１の上流に配置されているが、目標の風量が得られるのであれば、室内ファン２２の配置および数は図１の例に限定されない。例えば、室内ファン２２は、室内熱交換器２１の下流に配置されてもよいし、複数の室内ファン２２が室内熱交換器２１の上流と下流とにそれぞれ配置されてもよい。

　室内機２は、空調対象空間の壁または天井に取り付けられる室内機である。室内機２の筐体２０（後述の図８参照）には、吸込み口２０ａと吹出し口２０ｂとが設けられている。室内ファン２２により、空調対象空間Ｓ（後述の図８参照）の空気が吸込み口２０ａから吸込まれ、室内熱交換器２１によって冷却または加熱されて、吹出し口２０ｂから空調対象空間Ｓに吹出される。

　第１温度センサ３１は、室内熱交換器２１と膨張弁１４とを接続する配管に設けられ、冷房運転時において、室内熱交換器２１の入口側の冷媒の温度を検知し、暖房運転時において、室内熱交換器２１の出口側の冷媒の温度を検知する。第２温度センサ３２は、室内熱交換器２１と流路切替弁１２とを接続する配管に設けられ、冷房運転時において、室内熱交換器２１の出口側の冷媒の温度を検知する。第３温度センサ３３は、室内熱交換器２１に設けられ、室内熱交換器２１を流れる冷媒の温度を検知する。第１温度センサ３１、第２温度センサ３２および第３温度センサ３３により検知された冷媒温度は、制御装置５に送信される。

　吸込み温度センサ３４は、吸込み口２０ａの周囲に配置され、空調対象空間Ｓから室内機２に吸込まれる空気の温度を検知する。吸込み温度センサ３４により検知された吸込み温度は、制御装置５に送信される。なお、吸込み温度は、空調対象空間Ｓの温度、すなわち室温である。つまり、吸込み温度センサ３４は、室温検知を行う。吹出し温度センサ３５は、吹出し口２０ｂの周囲に設けられ、室内機２から空調対象空間Ｓに吹き出される空気の温度を検知する。吹出し温度センサ３５により検知された吹出し温度は、制御装置５へ送信される。

　制御装置５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびＩ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータなどで構成されている。制御装置５は、リモコン等を介して入力される使用者からの指示と、第１温度センサ３１、第２温度センサ３２、第３温度センサ３３、吸込み温度センサ３４および吹出し温度センサ３５の検知結果と、に基づいて空気調和装置１００全体の動作を制御する。なお、図１では、制御装置５が室内機２に設けられているが、室外機１に設けられてもよいし、室外機１および室内機２にそれぞれ個別の制御装置５を設け、互いに通信する構成としてもよい。

（空気調和装置の動作）
　図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御ブロック図である。図２に示すように、空気調和装置１００の制御装置５は、機能部として、運転制御部５１、風量制御部５２および風向制御部５３を有する。各機能部は、制御装置５がプログラムを実行することにより実現されるか、または専用の処理回路により実現される。

　運転制御部５１は、リモコン等を介して入力される設定情報と、第１温度センサ３１、第２温度センサ３２、第３温度センサ３３、吸込み温度センサ３４、および吹出し温度センサ３５の検知結果とに基づき、冷房運転および暖房運転を実行する。入力される設定情報は、例えば冷房運転および暖房運転のどちらの運転を行うかの情報、風量および設定温度などである。風量設定では、風量を段階的に設定できる他、「自動」の設定も行える。運転制御部５１は、設定情報と各温度センサの検知結果とに基づき、圧縮機周波数、流路切替弁１２の切替え、膨張弁１４の開度、および室外ファン１５の回転数を制御する。

　運転制御部５１は、圧縮機運転中、冷房運転および暖房運転のそれぞれにおいて、後述の条件に応じて、通常運転、低能力運転および低風量低能力運転のいずれかを選択して実施する。また、運転制御部５１は、サーモオフおよびサーモオンを行う。サーモオフとは、室温としての吸込み温度がサーモオフ閾値に到達すると、圧縮機１１を停止することである。サーモオンとは、吸込み温度がサーモオン閾値に到達すると、圧縮機１１の駆動を再開することである。

　運転制御部５１は、通常運転、低能力運転および低風量低能力運転のいずれの運転を実施する場合でも、吸込み温度センサ３４で検知された吸込み温度がリモコン等で設定された設定温度になるように圧縮機周波数および膨張弁１４の開度を制御する。運転制御部５１は、通常運転では、吸込み温度と設定温度との差温ΔＴに基づいて圧縮機周波数の第１の制御幅ΔＦｎを決定し、決定した第１の制御幅ΔＦｎだけ圧縮機周波数を増加または減少させて圧縮機１１を制御する。低能力運転および低風量低能力運転については改めて説明する。

　風量制御部５２は、リモコン等を介して入力される設定情報、または吸込み温度センサ３４により検知された吸込み温度に基づき、室内ファン２２の風量を制御する。風量制御部５２は、通常運転では、室内ファン２２の風量がリモコン等を介して利用者により設定された風量、または予め定められた風量（例えば最大風量）となるように室内ファン２２の回転数を制御する。風向制御部５３は、吹出し口２０ｂに設けられた風向板２３（後述の図８参照）を制御する。

（冷房運転）
　空気調和装置１００の冷房運転時の動作について説明する。冷房運転時においては、まず、圧縮機１１で圧縮され、高温高圧の気体となった冷媒が凝縮器として機能する室外熱交換器１３に流入する。冷媒は、室外熱交換器１３にて高温高圧の気体から液体に相変化し、室外熱交換器１３を通過する空気を加熱する。その後、冷媒は開度が小さく設定された膨張弁１４にて減圧され、低温低圧の液体と気体とが混在した二相状態になり、蒸発器として機能する室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１において、冷媒は、液体から気体に相変化し、室内熱交換器２１を通過する空気を冷却する。その後、冷媒は圧縮機１１に流入し、再度、圧縮されて高温高圧の気体となる。

　図３は、実施の形態１に係る室内機２の冷房運転時の動作を示す図である。図３において細い矢印は冷媒の流れを示しており、太い矢印は空気の流れを示している。冷房運転時には、制御装置５は、膨張弁１４の開度を小さく設定する。これにより、室内熱交換器２１に流入する冷媒の圧力は低下する。また、制御装置５は、第１温度センサ３１によって検知される冷媒の入口温度と、第２温度センサ３２によって検知される冷媒の出口温度との差から演算される過熱度が所定の値となるように、膨張弁１４の開度を制御する。図３に示されるように、空調対象空間Ｓ内の空気（Ａ１）は、室内ファン２２により、蒸発器として機能する室内熱交換器２１へ供給される。室内熱交換器２１は通過する空気を冷却する。その後、冷却された空調空気（Ｂ１）が、空調対象空間Ｓ内に供給される。

　図４は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時の空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図４の横軸は温度［℃］を表し、縦軸は絶対湿度［ｋｇ／ｋｇ´］を表している。図４の点Ａ１および点Ｂ１は、図３の（Ａ１）および（Ｂ１）に対応しており、（Ａ１）および（Ｂ１）の空気の状態を示している。図４に示すように、室内熱交換器２１を通過した空気（Ａ１）は、冷媒との熱交換により冷却除湿され、低温且つ相対湿度の高い状態となった後、絶対湿度が低下した状態（Ｂ１）となって、空調対象空間Ｓに給気として供給される。

（暖房運転）
　空気調和装置１００の暖房運転時の動作について説明する。暖房運転時においては、圧縮機１１で圧縮され、高温高圧の気体となった冷媒が凝縮器として機能する室内熱交換器２１に流入する。冷媒は、室内熱交換器２１にて高温高圧の気体から液体に相変化し、室内熱交換器２１を通過する空気を加熱する。その後、冷媒は開度を小さく設定された膨張弁１４にて減圧され、低温低圧の液体と気体が混在した二相状態になり、蒸発器として機能する室外熱交換器１３に流入する。室外熱交換器１３において、冷媒は、液体から気体に相変化し、室外熱交換器１３を通過する空気を冷却する。その後、冷媒は圧縮機１１に流入し、再度、圧縮されて高温高圧の気体となる。

　図５は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房運転時の動作を示す図である。図５において細い矢印は冷媒の流れを示しており、太い矢印は空気の流れを示している。暖房運転時には、制御装置５は、膨張弁１４の開度を小さく設定する。これにより、室外熱交換器１３に流入する冷媒の圧力は低下する。また、制御装置５は、第１温度センサ３１によって検知される冷媒の出口温度と、第３温度センサ３３によって検知される冷媒の凝縮温度との差から演算される過冷却度が所定の値となるように、膨張弁１４の開度を制御する。図５に示されるように、空調対象空間Ｓ内の空気（Ａ２）は、室内ファン２２により、凝縮器として機能する室内熱交換器２１へ供給される。室内熱交換器２１は通過する空気を加熱する。その後、加熱された空調空気（Ｂ２）が、空調対象空間Ｓに供給される。

　図６は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房運転時の空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図６の横軸は温度［℃］を表し、縦軸は絶対湿度［ｋｇ／ｋｇ´］を表している。図６の点Ａ２および点Ｂ２は、図５の（Ａ２）および（Ｂ２）に対応しており、（Ａ２）および（Ｂ２）の空気の状態を示している。図６に示すように、室内熱交換器２１を通過した空気（Ａ２）は、冷媒との熱交換により加熱され高温の状態（Ｂ２）となって、空調対象空間Ｓに給気として供給される。

　次に、空気調和装置１００の負荷が低く、空気調和装置１００の運転状態が低能力状態にあるときに制御性と消費電力の低減とを両立するための制御の考え方について説明する。なお、本明細書では、特に言及しない限り、冷房運転の場合を例に説明を行う。

　空気調和装置１００の運転状態が低能力状態にあるときとは、具体的には例えば、空気調和装置１００が、空気調和装置１００における最低空調能力である例えば６００Ｗで運転している状態である。言い換えると、一般的な空気調和装置１００の定格能力が最低でも２．２ｋＷであるため、低能力状態とは、定格能力の２７％程度で運転している状態である。ここでは、低能力状態とは、空気調和装置１００が「冷房能力または暖房能力が６００Ｗ以下」または「空気調和装置１００の定格能力に対して約３０％以下の能力」で運転している状態を指すものとする。以下では、空気調和装置１００が低能力状態にあるときを「低能力時」という。

　ここで、低能力時は、空気調和装置１００が低能力時よりも能力が高い通常状態にある通常時と比べて、圧縮機周波数１Ｈｚ当たりに変化する能力割合が大きくなる。例えば、通常時であって圧縮機周波数が５０Ｈｚで運転している場合、圧縮機周波数を１Ｈｚ変化させることで変動する空調能力は２％である。言い換えれば、圧縮機周波数を５０Ｈｚから５１Ｈｚに上昇させた場合、空調能力はＸ％からＸ＋２％に上昇する。

　これに対し、低能力時であって圧縮機周波数が１０Ｈｚで運転している場合には、圧縮機周波数を１Ｈｚ変化させることで変動する空調能力は１０％である。言い換えれば、圧縮機周波数を１０Ｈｚから１１Ｈｚに上昇させた場合、空調能力はＹ％からＹ＋１０％に上昇する。このように、低能力時は通常時よりも空調能力の変化割合が上昇する。よって、低能力時に通常時と同じ第１の制御幅ΔＦｎで圧縮機周波数を変化させると、吸込み温度がオーバーシュートする。吸込み温度が設定温度を超えるオーバーシュートと設定温度を下回るオーバーシュートとが繰り返されることで吸込み温度が上下に振動し、吸込み温度を設定温度に保つ安定した制御を行えない。

　また、室温がオーバーシュートしすぎてサーモオフ閾値に到達した場合、圧縮機１１が停止する。圧縮機１１が停止することで吸込み温度が上昇し、サーモオン閾値に到達すると、圧縮機１１が再起動する。つまり、低能力時に通常時と同じ第１の制御幅ΔＦｎで圧縮機周波数を変化させると、圧縮機１１の発停運転の頻度が多くなる。

　また、サーモオン時の起動周波数は、サーモオフ時の圧縮機周波数よりも大きい。よって、サーモオン時は圧縮機周波数の高い運転となるため、消費電力が増大し、省エネではない。つまり、オーバーシュートが生じると、省エネ性が低下する。

　そこで、空気調和装置１００は、低能力時には低能力運転を行う。低能力運転とは、圧縮機周波数の制御幅を、通常時に行う通常運転における第１の制御幅ΔＦｎよりも小さくする運転である。つまり、空気調和装置１００は、設定温度と吸込み温度との差温ΔＴに応じて決まる圧縮機周波数の制御幅として、第１の制御幅ΔＦｎよりも小さい第２の制御幅ΔＦｌ１で圧縮機周波数を増加または減少させて圧縮機１１を制御する。このように低能力時に低能力運転を行うことで、オーバーシュートを抑制することができる。その結果、圧縮機１１の発停運転の頻度を減少させることができ、消費電力を低減できる。なお、制御幅を通常運転時よりも小さくする制御として、具体的には、ＰＩＤ制御であれば、空気調和装置１００は、比例ゲインを通常時と比較して５０％以下にするなどがある。

　図７は、実施の形態１に係る空気調和装置１００における低能力運転の効果の説明図である。図７の（ａ）および（ｂ）は、低能力時に第１の制御幅ΔＦｎを用いた場合の運転波形である。（ａ）の横軸は時間、縦軸は吸込み温度［℃］である。（ｂ）の横軸は時間、縦軸は圧縮機周波数［Ｈｚ］である。図７の（ｃ）および（ｄ）は、低能力時に第２の制御幅ΔＦｌ１を用いた場合の運転波形である。（ｃ）の横軸は時間、縦軸は吸込み温度［℃］である。（ｄ）の横軸は時間、縦軸は圧縮機周波数［Ｈｚ］である。なお、図７（ｂ）および図７（ｄ）における点線は、吸込み温度を示している。

　図７（ｂ）に示すように、低能力時に圧縮機周波数を通常時の第１の制御幅ΔＦｎで変動させた場合、第１の制御幅ΔＦｎが大きすぎることで、図７（ａ）に示すように吸込み温度が上下に振動する現象が発生してしまう。

　これに対し、図７（ｄ）に示すように、低能力時に第１の制御幅ΔＦｎよりも小さい第２の制御幅ΔＦｌ１で圧縮機周波数を上昇させた場合、吸込み温度は次のようになる。吸込み温度は、図７（ｃ）に示すように図７（ａ）に比べて緩やかに低下し、設定温度Ｔｓｅｔに安定する。

　このように、空気調和装置１００は、低能力時に低能力運転を行うことで、吸込み温度の上下の振動およびオーバーシュートを抑制でき、結果的に消費電力の低減を行うことができる。

　次に、低能力時であって、さらに吹出し口２０ｂから吹出される空気の風量が相対的に少ない場合について検討する。風量が相対的に小さい場合とは、具体的には室内ファン２２の回転数が予め設定されたファン回転数ＲＰＭｓｅｔ以下の場合である。風量が相対的に少ない場合、次の図８に示すようなショートサイクルが生じる。

　図８は、ショートサイクルの説明図である。図８には、壁掛け型の室内機２を示している。室内機２の筐体２０には、筐体２０内に空気を吸込む吸込み口２０ａと、室内へ空気を吹出す吹出し口２０ｂとが形成されている。ショートサイクルとは、吹出し口２０ｂと吸込み口２０ａとの位置が近い室内機２において、吹出し口２０ｂから吹出される空気の風量が少ない場合に、吹出し口２０ｂから吹出された空気が吸込み口２０ａに戻ることをいう。

　このようなショートサイクルは、壁掛け型の室内機２に限られず、吹出し口および吸込み口の位置がダクトで変更できるもの以外であって、吹出し口と吸込み口との位置が近い天井埋め込み型室内機でも生じる。

　ここで、高風量時と低風量時とで同じ空調能力を得ようした場合、吹出し口２０ｂから吹出される空気の吹出し温度は、冷房時は低風量時の方が高風量時よりも低くなり、暖房時は低風量時の方が高風量時よりも高くなる。このため、吸込み口２０ａに設置された吸込み温度センサ３４で室温検知を行っている場合、ショートサイクルが発生すると、空気調和装置１００は吹出し温度を室温と誤検知し、室温が設定温度に到達したと誤判定してサーモオフする可能性がある。そのため、低能力時で且つ低風量状態の場合、空気調和装置１００は低風量低能力運転を行う。低風量低能力運転は、低能力運転における第２の制御幅ΔＦｌ１よりもさらに小さい第３の制御幅ΔＦｌ２で圧縮機１１を制御する運転である。

　低風量低能力運転を行って第２の制御幅ΔＦｌ１よりもさらに小さい第３の制御幅ΔＦｌ２で圧縮機１１を制御することにより、吹出し空気の急変が抑制される。よって、空気調和装置１００は、ショートサイクルを起因とした室温誤検知を低減することが可能となる。低風量低能力運転の具体的な制御としては、ＰＩＤ制御であれば、空気調和装置１００は、比例ゲインを通常運転時の例えば３０％以下にするなどがある。

　また、ショートサイクルを起因とした室温誤検知によるサーモオフを低減するには、低風量低能力運転の開始から予め設定された一定時間（例えば、５分）、サーモオフ閾値を変更する方法も有効である。具体的には、冷房運転であれば、通常運転時のサーモオフ閾値が設定温度マイナス１℃であるところ、設定温度マイナス２℃に変更することで、ショートサイクルが発生して実際の室温よりも低い温度を室温と誤検知した場合のサーモオフ発生を抑制できる。暖房運転であれば、通常運転時のサーモオフ閾値が設定温度プラス１℃であるところ、設定温度プラス２℃に変更することで、ショートサイクルが発生して実際の室温よりも高い温度を室温と誤検知した場合のサーモオフ発生を抑制できる。

　よって、低風量低能力運転では、低能力運転における第２の制御幅ΔＦｌ１よりもさらに小さい第３の制御幅ΔＦｌ２で圧縮機１１を制御することに加え、ショートサイクルに起因したサーモオフ発生を抑制するため、上記の趣旨でサーモオフ閾値を変更する。つまり、空気調和装置１００は、低風量低能力運転では、設定温度とサーモオフ閾値との差を通常運転時よりも広がる方向にサーモオフ閾値を変更する。このようにサーモオフ条件を変更することにより、空気調和装置１００は、ショートサイクルにより室温誤検知が発生した場合でも、サーモオフ発生を抑制でき、制御性を向上できる。

　図９は、実施の形態１に係る空気調和装置１００における低風量低能力運転の効果の説明図である。図９の（ａ）および（ｂ）は、低能力且つ低風量時にサーモオフ閾値を通常運転時のサーモオフ閾値Ｔｏｆｆ１と同じとした場合の運転波形である。（ａ）の横軸は時間、縦軸は吸込み温度［℃］である。（ｂ）の横軸は時間、縦軸は圧縮機周波数［Ｈｚ］である。図９の（ｃ）および（ｄ）は、低能力且つ低風量時にサーモオフ閾値を通常運転時のサーモオフ閾値Ｔｏｆｆ１よりも低いＴｏｆｆ２に設定した場合の運転波形である。（ｃ）の横軸は時間、縦軸は吸込み温度［℃］である。（ｄ）の横軸は時間、縦軸は圧縮機周波数［Ｈｚ］である。また、図９（ｄ）には、制御幅ΔＦｌ２との比較のため、制御幅ΔＦｌ１を点線で示している。

　図９（ａ）と図９（ｃ）とでは、サーモオン閾値はＴｏｎ１で同じである。図９（ａ）と図９（ｃ）とでは、サーモオフ閾値は異なり、図９（ａ）ではＴｏｆｆ１、図９（ｃ）ではＴｏｆｆ２となっている。このようにサーモオフ閾値が異なることで、図９（ｃ）では、設定温度Ｔｓｅｔとサーモオフ閾値との差がΔＴｎからΔＴｌに広がっている。また、図９（ｄ）において、Ｆｓｅｔは、後述の設定周波数である。

　図９（ａ）に示すように、低能力且つ低風量時に、通常運転時のサーモオフ閾値Ｔｏｆｆ１を用いている場合、ショートサイクルによって吸込み温度が急激に低下した誤検知が発生すると、サーモオフ閾値Ｔｏｆｆ１に達しやすい。この場合、図９（ｂ）に示すように時間ｔ１で圧縮機１１がサーモオフし、それ以降、サーモオンおよびサーモオフが繰り返され、空気調和装置１００が発停運転となる。

　これに対し、図９（ｃ）に示すように、低能力且つ低風量時に、空気調和装置１００は、サーモオフ閾値としてサーモオフ閾値Ｔｏｆｆ１よりも低いサーモオフ閾値Ｔｏｆｆ２を用い、設定温度Ｔｓｅｔとサーモオフ閾値との差をΔＴｎからΔＴｌに広げる。これにより、空気調和装置１００は、図９（ｄ）に示すようにサーモオフを回避できる。つまり、ショートサイクルによって吸込み温度が急激に低下した誤検知が発生しても、吸込み温度がサーモオフ閾値Ｔｏｆｆ２に到達しないことで、サーモオフを回避できる。

　また、低風量低能力運転では、図９（ｄ）に示すように、圧縮機周波数の制御幅を、制御幅ΔＦｌ１よりも小さい制御幅ΔＦｌ２とすることで、吸込み温度は図９（ｃ）に示すように緩やかに低下し、設定温度Ｔｓｅｔに安定する。

　以上を整理すると、空気調和装置１００は、低能力時で且つ風量が設定風量超のとき低能力運転を行い、低能力時で且つ風量が設定風量以下のときは、低風量低能力運転を行う。具体的には、空気調和装置１００は、圧縮機周波数が予め設定された設定周波数以下で且つファン回転数が予め設定された設定回転数を超える場合に低能力運転を行う。空気調和装置１００は、圧縮機周波数が設定周波数以下で且つファン回転数が設定回転数以下の場合に低風量低能力運転を行う。なお、低風量能力運転における室内ファン２２の風量は０（ゼロ）ではないものとする。

　そして、低能力運転とは、圧縮機周波数の制御幅を通常運転時の第１の制御幅ΔＦｎよりも小さい第２の制御幅ΔＦｌ１にする運転である。低風量低能力運転とは、圧縮機周波数の制御幅を低能力運転時の第２の制御幅ΔＦｌ１よりも小さい第３の制御幅ΔＦｌ２にするとともに、設定温度とサーモオフ閾値との差を通常運転時よりも広がる方向にサーモオフ閾値を変更する運転である。

　図１０は、実施の形態１に係る空気調和装置１００おける通常運転から低能力運転または低風量低能力運転への遷移を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、制御装置５により実行される。

　まず、空気調和装置１００が起動されると、制御装置５は、冷房運転または暖房運転の通常運転を実施する（ステップＳ１０）。通常運転では、制御装置５は、上述したように吸込み温度Ｔが設定温度Ｔｓｅｔとなるように圧縮機１１の圧縮機周波数Ｆおよび膨張弁１４の開度の制御を行う。また、通常運転では、風量制御部５２は、室内ファン２２の風量がリモコン等を介して利用者により設定された風量、または予め定められた風量（例えば最大風量）となるように室内ファン２２のファン回転数ＲＰＭを制御する。

　そして、通常運転中に、運転制御部５１は、圧縮機周波数Ｆが予め設定された設定周波数Ｆｓｅｔ以下であるかを判断する（ステップＳ１１）。設定周波数Ｆｓｅｔは、圧縮機１１の下限周波数の例えば＋１０Ｈｚである。なお、下限周波数とは、圧縮機１１が故障することなく安全に運転するために必要な、使用上の下限の周波数である。

　ここで、圧縮機周波数Ｆが設定周波数Ｆｓｅｔ超である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、運転制御部５１は通常運転を継続する（ステップＳ１２）。一方、圧縮機周波数Ｆが設定周波数Ｆｓｅｔ以下の場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、運転制御部５１は室内ファン２２のファン回転数ＲＰＭが予め設定された回転数閾値ＲＰＭｓｅｔ以下であるかを判断する（ステップＳ１３）。回転数閾値ＲＰＭｓｅｔは、室内ファン２２の最大回転数の例えば３０％である。なお、最大回転数とは、室内ファン２２が故障することなく安全に運転するために必要な、使用上の最大の回転数である。

　ファン回転数ＲＰＭが回転数閾値ＲＰＭｓｅｔを超える場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、運転制御部５１は、通常運転から低能力運転に遷移する（ステップＳ１４）。一方、ファン回転数ＲＰＭが回転数閾値ＲＰＭｓｅｔ以下の場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、運転制御部５１は、通常運転から低風量低能力運転に遷移する（ステップＳ１５）。そして、空気調和装置１００は、ステップＳ１１に戻り、上記の動作を繰り返す。

　次に、風量が「自動」に設定された場合の低能力運転の制御について説明する。風量設定が「自動」の設定の場合、空気調和装置１００は、通常運転から低能力運転に遷移した際に、風量を自動的に下げるようにファン回転数ＲＰＭを制御する。これにより、低能力時にも効率のよい運転を実現することが可能となる。以下、低能力時に風量を下げることで、ＣＯＰ（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が向上する点について説明する。

　図１１は、ファン回転数に応じた空調能力と機器効率との関係を示す図である。図１１の横軸は空調能力［Ｗ］、縦軸はＣＯＰである。図１１には、ファン回転数が最大のＲＰＭｍａｘであるときの空調能力とＣＯＰとの関係と、ファン回転数ＲＰＭがＲＰＭｓｅｔのときの空調能力とＣＯＰとの関係と、を示している。図１１に示すように、空調能力がＣ１を超える大きい条件では、ＲＰＭｍａｘの方がＲＰＭｓｅｔよりもＣＯＰが高い。言い換えれば、空調能力が大きい条件では、風量が多い方が、風量が少ない場合に比べてＣＯＰが高い。これは、室内熱交換器２１に送風される風量が多くなって冷凍サイクルの高圧と低圧との差圧が減少することで発生する効率上昇の効果が、ファン入力の増加よりも大きくなるためである。

　一方、空調能力がＣ１よりも小さい条件、つまり圧縮機周波数が小さい条件では、図１１に示すように、ＲＰＭｓｅｔの方がＲＰＭｍａｘよりもＣＯＰが高い。言い換えれば、空調能力がＣ１よりも小さい条件では、風量が少ない方が、風量が多い場合に比べてＣＯＰが高くなる。つまり、低能力時にファン回転数ＲＰＭをＲＰＭｓｅｔ以下にする運転は、ＣＯＰが高い運転と言える。

　これは、圧縮機周波数Ｆが小さい場合、室内熱交換器２１のサイズが十分大きいと、風量を多くしなくても冷凍サイクルの高圧と低圧との差圧が十分に小さくなっている。このため、圧縮機周波数Ｆが小さい場合は、風量を上げることによって得られる効率上昇の効果が少なく、逆に風量を減少させてファン入力を低減させることによる省エネ効果が高くなる。つまり、空調能力がＣ１以下の低能力時には、ファン回転数ＲＰＭが小さい方が、ファン回転数ＲＰＭが大きい場合よりもＣＯＰが高くなる。

　よって、風量が「自動」に設定されている場合、圧縮機周波数ＦがＦｓｅｔ以下となった際には、空気調和装置１００は、ファン回転数ＲＰＭを自動的に下げてＲＰＭｓｅｔ以下となるようにする。つまり、空気調和装置１００は、風量が「自動」に設定されている場合の低能力時、低能力運転から自動的に低風量低能力運転に遷移する。これにより、空気調和装置１００は、低能力時にも効率のよい運転を実現することが可能となる。

　また、低能力運転から通常運転への急な遷移時に関しては、圧縮機周波数Ｆの制御幅を以下のように取り扱うことで、設定温度への到達が遅延することなく、制御性の向上が可能となる。低能力運転から通常運転へ遷移する場合とは、例えば、冷房運転で設定温度２７℃から２０℃へ変更した場合などが該当する。この場合、即座に圧縮機周波数Ｆの制御幅を通常運転時の第１の制御幅ΔＦｎに戻すことで、設定温度への早期到達が可能となる。

　なお、空気調和装置１００は、図１に示した構成に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように変形して実施することが可能である。

（変形例１）
　図１２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の変形例１の概略構成を示す図である。
　変形例１の空気調和装置１００は、吸込み温度センサ３４とは別に、空調対象空間Ｓ内の室温を検知可能な第２の室温センサ６０を備えている。図１２では、室内機２を操作するためのリモコン６１に第２の室温センサ６０を備えた例を示しているが、第２の室温センサ６０はリモコン６１に備えた温度センサに限らず、空気調和装置１００が放射温度計を備えている場合には放射温度計でもよい。第２の室温センサ６０は、要するに、ショートサイクルの影響を受けずに室温を検知できるセンサであればよい。

　空気調和装置１００は、低風量低能力運転において、吸込み温度センサ３４および第２の室温センサ６０と連携して圧縮機周波数Ｆの制御を行う。空気調和装置１００は、低風量低能力運転時に、吸込み温度センサ３４で検知した吸込み温度と第２の室温センサ６０で検知した室温（以下、第２室温という）とを比較する。空気調和装置１００は、吸込み温度と第２室温とに差異が発生した場合には、サーモオフ判定に使う温度を検知するセンサを、吸込み温度センサ３４から第２の室温センサ６０へ変更する。これにより、空気調和装置１００は、ショートサイクルによる室温誤検知に起因するサーモオフ発生を抑制できる。具体的な制御としては、空気調和装置１００は、低風量低能力運転時に、吸込み温度と第２室温との温度差が予め設定した閾値温度差以上の場合、第２室温に基づいて圧縮機１１の制御を行う。

　また、制御装置５は、空気調和装置１００に備えられた第２の室温センサ６０に代えて、空調対象空間Ｓに配置された例えば空気清浄機などの他の機器が有する第２の室温センサを用いて同様の制御を行うようにしてもよい。この場合、制御装置５は、他の機器に配置された第２の室温センサで検知された室温を受信する受信部５ａを備える。そして、制御装置５は、吸込み温度センサ３４で検知した室温と受信部５ａで受信した室温との温度差が予め設定した閾値温度差以上の場合、受信部５ａで受信した室温を用いて圧縮機１１を制御する。

（変形例２）
　図１３は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の変形例２を示す概略構成図である。空気調和装置１００は、外部サーバ８０と通信可能な外部通信部７０を備えている。制御幅、サーモオフ閾値およびサーモオン閾値の最適値は、機器の設定情報以外にも住宅の断熱、気密性能、間取り、設置位置および天候などの各種情報によって変化する。したがって、制御装置５は、これらの各種情報を保持している外部サーバ８０に、空気調和装置１００の運転情報を含む制御情報要求を外部通信部７０を介して送信する。制御装置５は、制御情報要求に対する応答として外部サーバ８０から外部通信部７０を介して受信した制御情報に基づいて制御を行う。

　外部サーバ８０の演算部は、制御情報要求を受信すると、制御情報要求に含まれる運転情報と、自身が保持している各種情報とに基づいて、制御幅、サーモオフ閾値およびサーモオン閾値の最適値を機械学習により学習して求める。外部サーバ８０は、その学習結果を制御情報として空気調和装置１００に送信する。ここで、運転情報とは、例えば、制御時間間隔１回あたりの圧縮機周波数の変更量に対する室温の変動量である。天候、時間帯、外気温度等が室温変動量に与える影響を学習することで、室温変化が過大にならないように制御幅等を設定することができる。

　空気調和装置１００は、受信した制御情報に基づいて制御幅、サーモオフ閾値およびサーモオン閾値を変更する。これにより、空気調和装置１００は、住宅の断熱、気密性能、間取り、設置位置および天候などを考慮した制御を行うことができ、更なる消費電力の低減が期待できる。

　上記の通り、本実施の形態１の空気調和装置１００は、空調対象空間Ｓに配置され、室内熱交換器２１および室内熱交換器２１に送風する室内ファン２２を有する室内機２と、圧縮機１１を有する室外機１と、空調対象空間Ｓ内の室温を検知する室温センサとを有する。また、空気調和装置１００は、室温センサにより検知された室温と設定温度との差温に基づく制御幅で圧縮機１１の圧縮機周波数を増加または減少させる制御を行う装置であって、圧縮機周波数が予め設定された設定周波数を超える場合、制御幅を第１の制御幅にして圧縮機１１を制御する通常運転を行う制御装置５を備える。制御装置５は、圧縮機周波数が設定周波数以下、且つ室内ファンの回転数が予め設定された設定回転数を超える場合、制御幅を第１の制御幅よりも小さい第２の制御幅にして圧縮機を制御する低能力運転を行う。制御装置５は、圧縮機周波数が設定周波数以下、且つ室内ファン２２の回転数が設定回転数以下の場合、制御幅を第２の制御幅よりも小さい第３の制御幅にして圧縮機を制御する低風量低能力運転を行う。

　以上の制御により、空気調和装置１００は、オーバーシュートを抑制できて制御性の向上を図ることができるとともに、ショートサイクルの制御性への影響を軽減して圧縮機１１の発停運転による消費電力の増加を抑制できる。つまり、空気調和装置１００は、低能力時の制御性の向上と消費電力の低減とを両立できる。また、空気調和装置１００は、圧縮機１１の発停運転による室温の変動を抑制して快適性を向上できる。また、空気調和装置１００は、冷凍サイクルの安定化による快適性の向上を図ることができる。

　室温センサは、室内機２に配置され、室内機２内に吸込まれる空気の吸込み温度を検知する吸込み温度センサ３４である。制御装置５は、通常運転および低風量低能力運転のそれぞれにおいて、吸込み温度センサ３４により検知された吸込み温度がサーモオフ閾値に到達すると圧縮機１１を停止するサーモオフと、吸込み温度がサーモオン閾値に到達すると圧縮機１１の駆動を再開するサーモオンとを行っている。制御装置５は、低風量低能力運転の開始から一定時間、サーモオフ閾値を、通常運転におけるサーモオフ閾値よりも、設定温度との温度差が広がる方向に変更する。

　これにより、空気調和装置１００は、ショートサイクルに起因する室温誤検知に基づくサーモオフ発生を抑制できる。

　室温センサは、室内機２に配置され、室内機２内に吸込まれる空気の吸込み温度を検知する吸込み温度センサ３４である。空気調和装置１００は、吸込み温度センサ３４とは別に空調対象空間Ｓ内の室温を検知する第２の室温センサ６０を備える。制御装置５は、低風量低能力運転時に、吸込み温度センサ３４で検知した室温と第２の室温センサ６０で検知した室温との温度差が予め設定した閾値温度差以上の場合、第２の室温センサ６０で検知した室温を用いて圧縮機１１を制御する。

　室温センサは、室内機２に配置され、室内機２内に吸込まれる空気の吸込み温度を検知する吸込み温度センサ３４である。空気調和装置１００は、空調対象空間Ｓ内に設置された機器が有する第２の室温センサで検知された空調対象空間Ｓ内の室温を受信する受信部５ａを備える。制御装置５は、低風量低能力運転時に、吸込み温度センサ３４で検知した室温と受信部５ａで受信した室温との温度差が予め設定した閾値温度差以上の場合、受信部５ａで受信した室温を用いて圧縮機１１を制御する。

　空気調和装置１００は、外部サーバ８０と通信可能な外部通信部７０を備える。制御装置５は、運転情報を含む制御情報要求を外部通信部７０を介して外部サーバ８０に送信し、制御情報要求に対する応答として外部サーバ８０から外部通信部７０を介して受信した制御情報に基づいて制御幅、サーモオフ閾値およびサーモオン閾値を変更する。

　これにより、空気調和装置１００は、外部サーバ８０が有する各種情報を考慮した制御幅、サーモオフ閾値およびサーモオン閾値に基づく制御を行うことができ、消費電力の低減が期待できる。

　実施の形態２．
　実施の形態２は、低風量低能力運転の運転内容が実施の形態１と異なる。その他の制御および構成については実施の形態１と同一または同等である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる構成を中心に説明するものとし、実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

　実施の形態２の低風量低能力運転は、実施の形態１の低風量低能力運転に加えてさらに、圧縮機周波数の制御時間間隔を通常運転時よりも長くする。圧縮機周波数の制御の時間間隔を通常運転時よりも長くする具体的な制御として、空気調和装置１００は、ＰＩＤ制御であれば、積分時間を大きくする制御を行う。なお、通常運転時の制御時間間隔と低能力運転時の制御時間間隔とは同じである。ここで、制御時間間隔とは、制御装置５から圧縮機１１に圧縮機周波数の制御指令を出力してから次の圧縮機周波数の制御指令を出力するまでの時間である。

　図１４は、実施の形態２に係る空気調和装置１００の低風量低能力運転の効果の説明図である。図１４の（ａ）および（ｂ）は、低能力且つ低風量時に圧縮機周波数の制御時間間隔を通常運転時の制御時間間隔Δｔｎと同じとした場合の運転波形である。（ａ）の横軸は時間、縦軸は吸込み温度［℃］である。（ｂ）の横軸は時間、縦軸は圧縮機周波数［Ｈｚ］である。図１４の（ｃ）および（ｄ）は、低能力且つ低風量時に圧縮機周波数Ｆの制御時間間隔を通常運転時の制御時間間隔Δｔｎよりも長い制御時間間隔Δｔｌに設定した場合の運転波形である。（ｃ）の横軸は時間、縦軸は吸込み温度［℃］である。（ｄ）の横軸は時間、縦軸は圧縮機周波数［Ｈｚ］である。

　低能力時には、空調能力と同様に、圧縮機周波数を１Ｈｚ変化させた場合の冷媒流量の変化量が通常時よりも大きい。したがって、低能力時には、膨張弁１４の開度制御にも制御性が必要になる。過熱度、吐出温度および過冷却度などの冷媒の状態は、圧縮機周波数を変化させた場合、現実には応答が遅れて発生し、意図する状態となるまでに時間を要する。このため、冷媒の状態が意図する状態とならないうちに、図１４（ｂ）に示す制御時間間隔Δｔｎに基づく次の制御タイミングで新たな圧縮機周波数への変更を行うと、膨張弁制御が追従できない。その結果、図１４（ａ）に示すように吸込み温度が変動し、図１４（ｂ）に示すように圧縮機周波数が振動する。

　これに対し、図１４（ｄ）に示すように制御時間間隔をΔｔｎからΔｔｌに長くすることで、膨張弁制御が追従でき、図１４（ｃ）に示すように吸込み温度の変動が抑えられる。その結果、図１４（ｄ）に示すように圧縮機周波数の振動が抑えられて安定へ向かう。

　以上のように、空気調和装置１００は低風量低能力運転において圧縮機周波数の制御時間間隔を通常運転時よりも長くすることで、冷凍サイクル全体の制御性を向上することができる。

　また、実施の形態２においても実施の形態１の変形例２を適用できる。すなわち、空気調和装置１００は、各種情報を保持している外部サーバ８０（図１３参照）に、運転情報を含む制御情報要求を外部通信部７０を介して送信する。空気調和装置１００は、制御情報要求に対する応答として受信した制御情報に基づいて制御を行う。外部サーバ８０の演算部は、制御情報要求を受信すると、制御情報要求に含まれる運転情報と、自身が保持している各種情報とに基づいて、制御時間間隔の最適値を機械学習により学習して求め、その学習結果を空気調和装置１００に送信する。ここで、運転情報とは、例えば、制御時間間隔1回あたりの圧縮機周波数の変更量に対する室温の変動量である。天候、時間帯、外気温度等が室温変動量に与える影響を学習することで、室温変化が過大にならないように制御時間間隔等を設定することができる。

　空気調和装置１００は、受信した制御情報に基づいて制御時間間隔を変更する。これにより、空気調和装置１００は、住宅の断熱、気密性能、間取り、設置位置および天候などを考慮した制御を行うことができ、更なる消費電力の低減が期待できる。

　以上が実施の形態の説明であるが、上記の実施の形態は次のように変形することもできる。例えば、上記実施の形態では、室内機と室外機とが１台の組み合わせであるが、室内機が複数接続されたもの、または、圧縮機が２台接続されたものなどに変形することもできる。

　また、以上の実施の形態における設定周波数Ｆｓｅｔおよび回転数閾値ＲＰＭｓｅｔなどの具体的数値は一例を示したに過ぎず、それらは実使用条件等に応じて適宜設定すれば良い。

　１　室外機、２　室内機、５　制御装置、５ａ　受信部、１１　圧縮機、１２　流路切替弁、１３　室外熱交換器、１４　膨張弁、１５　室外ファン、２０　筐体、２０ａ　吸込み口、２０ｂ　吹出し口、２１　室内熱交換器、２２　室内ファン、２３　風向板、３１　第１温度センサ、３２　第２温度センサ、３３　第３温度センサ、３４　吸込み温度センサ、３５　吹出し温度センサ、３６　配管、５１　運転制御部、５２　風量制御部、５３　風向制御部、６０　第２の室温センサ、６１　リモコン、７０　外部通信部、８０　外部サーバ、１００　空気調和装置。

Claims

　空調対象空間に配置され、室内熱交換器および室内熱交換器に送風する室内ファンを有する室内機と、
　圧縮機を有する室外機と、
　前記空調対象空間内の室温を検知する室温センサと、
　前記室温センサにより検知された室温と設定温度との差温に基づく制御幅で前記圧縮機の圧縮機周波数を増加または減少させる制御を行う装置であって、前記圧縮機周波数が予め設定された設定周波数を超える場合、前記制御幅を第１の制御幅にして前記圧縮機を制御する通常運転を行う制御装置と、
を備え、
　前記制御装置は、
　前記圧縮機周波数が前記設定周波数以下、且つ前記室内ファンの回転数が予め設定された設定回転数を超える場合、前記制御幅を前記第１の制御幅よりも小さい第２の制御幅にして前記圧縮機を制御する低能力運転を行い、
　前記圧縮機周波数が前記設定周波数以下、且つ前記室内ファンの回転数が前記設定回転数以下の場合、前記制御幅を前記第２の制御幅よりも小さい第３の制御幅にして前記圧縮機を制御する低風量低能力運転を行う空気調和装置。
　前記室温センサは、前記室内機に配置され、前記室内機内に吸込まれる空気の吸込み温度を検知する吸込み温度センサであり、
　前記制御装置は、前記通常運転および前記低風量低能力運転のそれぞれにおいて、前記吸込み温度センサにより検知された吸込み温度がサーモオフ閾値に到達すると前記圧縮機を停止するサーモオフと、前記吸込み温度がサーモオン閾値に到達すると前記圧縮機の駆動を再開するサーモオンとを行っており、前記低風量低能力運転の開始から一定時間、前記サーモオフ閾値を、前記通常運転における前記サーモオフ閾値よりも、前記設定温度との温度差が広がる方向に変更する請求項１記載の空気調和装置。
　前記室温センサは、前記室内機に配置され、前記室内機内に吸込まれる空気の吸込み温度を検知する吸込み温度センサであり、
　前記吸込み温度センサとは別に前記空調対象空間内の室温を検知する第２の室温センサを備え、
　前記制御装置は、
　前記低風量低能力運転時に、前記吸込み温度センサで検知した室温と前記第２の室温センサで検知した室温との温度差が予め設定した閾値温度差以上の場合、前記第２の室温センサで検知した室温を用いて前記圧縮機を制御する請求項１記載の空気調和装置。
　前記室温センサは、前記室内機に配置され、前記室内機内に吸込まれる空気の吸込み温度を検知する吸込み温度センサであり、
　前記空調対象空間内に設置された機器が有する第２の室温センサで検知された前記空調対象空間内の室温を受信する受信部を備え、
　前記制御装置は、
　前記低風量低能力運転時に、前記吸込み温度センサで検知した室温と前記受信部で受信した前記室温との温度差が予め設定した閾値温度差以上の場合、前記受信部で受信した室温を用いて前記圧縮機を制御する請求項１記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　前記低風量低能力運転における前記圧縮機周波数の制御時間間隔を前記通常運転における前記圧縮機周波数の制御時間間隔よりも長くする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　外部サーバと通信可能な外部通信部を備え、
　前記制御装置は、運転情報を含む制御情報要求を前記外部通信部を介して前記外部サーバに送信し、前記制御情報要求に対する応答として前記外部サーバから前記外部通信部を介して受信した制御情報に基づいて前記制御幅を変更する請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、前記外部通信部を介して受信した前記制御情報に基づいて前記サーモオフ閾値および前記サーモオン閾値を変更する請求項２に従属する請求項５または請求項６記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、前記外部通信部を介して受信した前記制御情報に基づいて前記制御時間間隔を変更する請求項５に従属する請求項６または請求項７記載の空気調和装置。