WO2024009434A1

WO2024009434A1 - 空気調和装置および空気調和システム

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Publication number: WO2024009434A1
Application number: PCT/JP2022/026837
Authority: WO
Inventors: ▲琢▼哉阿川
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2024-01-11

Abstract

空気調和装置（１）は、冷媒回路（１０）の運転中のデータを検出する検出装置と、冷媒回路（１０）を制御する制御装置（２０）と、を備える。制御装置（２０）は、検出装置が検出したデータから空気調和装置（１）が発揮している空調処理能力を演算する。空気調和装置（１）の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率がユーザが予め設定した閾値以下の場合、圧縮機（２）を第１モードで運転するように制御する。比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、圧縮機（２）を第２モードで運転するように制御する。第１モードは、圧縮機（２）の運転開始から一定の猶予期間経過後に室内熱交換器（６）を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へ変更する制御である。第２モードは、圧縮機（２）の運転開始から猶予期間を設けずに室内熱交換器（６）を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へ変更する制御である。

Description

空気調和装置および空気調和システム

　本開示は、空気調和装置および空気調和システムに関する。

　従来から、空調負荷に応じて蒸発器における冷媒を蒸発させるための目標蒸発温度を変化させることにより運転効率を向上させる制御（以下、省エネルギー制御とも称する）を実行する空気調和装置が知られている。省エネルギー制御を実行する空気調和装置は、空調負荷が小さい建物、あるいは発生熱負荷が小さい中間期（春・秋）では、少しの温度変化により冷媒の温度を目標蒸発温度に制御可能であるため、より大きな省エネルギー効果が期待される。このような空気調和装置では、主に快適性確保の観点から短時間でユーザが設定する設定温度に室内温度を近づけるため、一律に圧縮機の起動（サーモオン）から一定の時間は省エネルギー制御に入らない仕様となっている。

　特許文献１（特開２００２－１４７８２３号公報）の空気調和装置は、建物の冷房負荷特性に対応して蒸発温度の目標値の制御特性を決定している。特許文献１の空気調和装置は、この制御特性に従って室内の設定温度と外気温度との内外温度差に基づき蒸発温度の目標値を変更するように構成されている。

　特許文献２（特開２０１５－０２１６５６号公報）の空気調和装置は、室内の設定温度と実際の吸い込み温度との差温から発生熱負荷を予測し、サーモオンを実行するとともに、運転を一定時間継続する。その後、特許文献２の空気調和装置は、差温が設定値より大きい場合は圧縮機の回転速度を最小値に設定する制御を実行する。

特開２００２－１４７８２３号公報特開２０１５－０２１６５６号公報

　空気調和装置の機種選定では、空調負荷に対して過剰気味の能力を有する空気調和装置が選定される傾向にある。このため、例えば、空調負荷が高い夏期においても空調負荷に対して過剰気味の能力を有する空気調和装置では、空調能力に対する負荷率（以下、空調負荷率とも称する）は低い値となっている。空調負荷率が低い空気調和装置を用いて省エネルギー制御を実行しようとする場合、圧縮機の起動（サーモオン）と圧縮機の停止（サーモオフ）とを繰り返すことにより、期待している省エネルギー効果を得られないことが課題となっている。

　特許文献１に記載の空気調和装置は、室内の設定温度と外気温度との差である内外温度差が常に発生する場合において空調能力の過多を抑制することは可能である。しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置は、空調負荷率が低い場合において圧縮機の起動と停止との繰返し頻度を低減することは考慮されていない。

　特許文献２に記載の空気調和装置は、設定温度と吸い込み温度との差温から発生熱負荷を予測し、圧縮機の起動と停止との繰返し頻度を低減することはできる。しかしながら、特許文献２に記載の空気調和装置は、設定温度と吸い込み温度との差温が発生しづらい空調負荷率が低い場合が想定されておらず、このような場合に省エネルギー効果が限定される。

　空調負荷率が低い空気調和装置を用いた場合にも省エネルギー効果を得ることが可能な空気調和装置および空気調和システムを提供することである。

　本開示に係る空気調和装置は、室外機および室内機を含む冷媒回路を備える空気調和装置である。室内機は、冷媒が流れる室内熱交換器を含む。室外機は、圧縮機を含む。空気調和装置は、冷媒回路の運転中のデータを検出する検出装置と、冷媒回路を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、検出装置が検出したデータから空気調和装置が発揮している空調処理能力を演算し、空気調和装置の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下の場合、圧縮機を第１モードで運転するように制御し、比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、圧縮機を第２モードで運転するように制御する。第１モードは、圧縮機の運転開始から一定の猶予期間経過後に室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第１温度とは異なる第２温度へ変更する制御である。第２モードは、圧縮機の運転開始から猶予期間を設けずに、または前記第１モードよりも短い猶予期間を設け、室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へ変更する制御である。

　本開示に係る空気調和システムは、室外機および室内機を含む冷媒回路を備える空気調和装置と、ネットワークを介して空気調和装置と接続されるサーバ装置と、を備える。室内機は、冷媒が流れる室内熱交換器を含む。室外機は、圧縮機を含む。空気調和装置は、冷媒回路の運転中のデータを検出する検出装置と、サーバ装置に検出装置の検出データを送信するとともに、サーバ装置から受信する制御データに基づいて冷媒回路を制御する制御装置と、を備える。サーバ装置は、検出装置からの検出データを基に空気調和装置が発揮している空調処理能力を演算し、空気調和装置の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下の場合、圧縮機を第１モードで運転するように第１制御データを作成し、比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、圧縮機を第２モードで運転するように第２制御データを作成する。第１制御データは、圧縮機の運転開始から一定の猶予期間経過後に室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から前記第１温度とは異なる第２温度へ変更するデータである。第２制御データは、圧縮機の運転開始から猶予期間を設けずに、または第１モードよりも短い猶予期間を設け、室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へ変更するデータである。

　本開示の空気調和装置および空気調和システムによれば、空気調和装置の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下であるか否かにより第１モードあるいは第２モードで圧縮機を運転するため、空調負荷率が低い空気調和装置を用いた場合にも省エネルギー効果を得ることができる。

実施の形態１における空気調和装置の構成を示す概略図である。実施の形態１における空気調和装置の冷媒回路を示す図である。室内ユニットにおける吸込み温度と設定温度の差と、目標蒸発温度との関係を示すグラフである。時間と目標蒸発温度との関係を示すグラフである。実施の形態１における冷房運転中の制御を示すフローチャートである。実施の形態２における暖房運転中の制御を示すフローチャートである。実施の形態３における空気調和システムの構成を示す概略図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されている。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１における空気調和装置１の構成を示す概略図である。空気調和装置１は、室内ユニット２００と、室外機１２と、制御装置２０と、を備える。室内ユニット２００は、複数の室内機１１を含む。空気調和装置１は、室外機１２と室内機１１とを１つずつ備える構成であってもよいし。室外機を複数備える構成であってもよい。室外機１２と室内機１１とは、配管により接続される。配管の内部は、冷媒が循環するように構成される。

　室外機１２は、空調の対象となる空間外に設置される。室内機１１は、空調の対象となる空間内に設置される。空調の対象となる空間とは、例えば、建物における室内である。冷媒は、例えば、Ｒ３２などのＨＦＣ冷媒、Ｒ２２などのＨＣＦＣ冷媒、Ｒ４１０Ａ，ＣＯ_２，Ｒ２９０などの自然冷媒などである。冷媒は、ここに示す冷媒以外の冷媒であってもよい。

　制御装置２０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）２１と、メモリ２２（ＲＯＭ（Read　Only　Memory）およびＲＡＭ（Random　Access　Memory））と、各種信号を入出力するための図示しない入出力装置等を含んで構成される。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置２０の処理手順が記されたプログラムである。制御装置２０は、これらのプログラムに従って、室内機１１および室外機１２における各機器の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。なお、制御装置２０は、室内ユニット２００側に設けてもよいし、室外機１２および室内ユニット２００とは、別の機器に設けてもよい。

　図２は、実施の形態１における空気調和装置１の冷媒回路１０を示す図である。冷媒回路１０は、複数の室内機１１と、室外機１２とを備える。室外機１２は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器４と、ファン７とを含む。室内機１１は、膨張弁５と、室内熱交換器６と、ファン８とを含む。

　圧縮機２は、冷媒を吸入し圧縮して吐出する。四方弁３は、冷房運転と暖房運転とで冷媒の循環方向を切替える。図２の冷媒回路１０では、冷房運転中の冷媒の流れ方向が実線の矢印で示されている。冷房運転中は、室内熱交換器６が蒸発器として機能し、室外熱交換器４が凝縮器として機能する。暖房運転中は、冷媒の流れ方向が逆向きとなる。暖房運転中は、室内熱交換器６が凝縮器として機能し、室外熱交換器４が蒸発器として機能する。

　室外熱交換器４は、複数の伝熱管を有し、ファン７によって送風される室外空気と複数の伝熱管を通過する冷媒との間で熱交換を行う。膨張弁５は、冷媒を膨張し減圧させる。膨張弁５は、例えば、電子膨張弁等の開度を任意に制御することができる装置である。室内熱交換器６は、複数の伝熱管を有し、ファン８によって送風される室内空気と複数の伝熱管を通過する冷媒との間で熱交換を行う。

　空気調和装置１は、冷媒回路１０の運転中のデータを検出する検出装置として、複数のセンサを備える。圧縮機２の冷媒吸入側には、冷媒回路１０の低圧圧力を検出する圧力センサ３１ａが設けられている。圧縮機２の冷媒吐出側には、冷媒回路１０の高圧圧力を検出する圧力センサ３１ｂが設けられている。室外熱交換器４の両端には、冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ３２ａおよび３２ｂが設けられている。室外熱交換器４が凝縮器として機能する場合、冷媒温度センサ３２ａは室外熱交換器４の入口側の冷媒温度を検出し、冷媒温度センサ３２ｂは室外熱交換器４の出口側の冷媒温度を検出する。室外熱交換器４が蒸発器として機能する場合、冷媒温度センサ３２ａは室外熱交換器４の出口側の冷媒温度を検出し、冷媒温度センサ３２ｂは室外熱交換器４の入口側の冷媒温度を検出する。

　室内熱交換器６の両端には、冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ３３ａおよび３３ｂが設けられている。室内熱交換器６が蒸発器として機能する場合、冷媒温度センサ３３ｂは室内熱交換器６の入口側の冷媒温度を検出し、冷媒温度センサ３３ａは室内熱交換器６の出口側の冷媒温度を検出する。室内熱交換器６が凝縮器として機能する場合、冷媒温度センサ３３ｂは室内熱交換器６の出口側の冷媒温度を検出し、冷媒温度センサ３３ａは室内熱交換器６の入口側の冷媒温度を検出する。冷媒温度センサ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、および３３ｂは図示しない信号線を介して制御装置２０と接続されている。圧力センサ３１ａおよび３１ｂは図示しない信号線を介して制御装置２０と接続されている。

　なお、図示を省略するが、室外機１２には、外気温度を検出する外気温度センサが設けられ、室内機１１には、室内の温度を検出する室温センサおよび室内の湿度を検出する湿度センサが設けられている。室内機１１には、吹出口の風量を検出する風量センサが設けられていてもよい。これらのセンサは図示しない信号線を介して制御装置２０と接続されるようにすればよい。これにより、各センサにより検出されたデータが制御装置２０へ送信される。

　制御装置２０は、各センサから送信されるデータを用いて演算処理を実行する。演算処理の詳細は後述する。制御装置２０は、演算処理に基づいて作成した制御データを用いて、圧縮機２、ファン７，８、および膨張弁５を制御する。

　次に、冷房運転中の室内ユニット２００における吸込み温度と設定温度の差と、目標蒸発温度との関係について説明する。図３は、室内ユニット２００における吸込み温度と設定温度の差と、目標蒸発温度との関係を示すグラフである。吸込み温度は、室内機１１に設けられる室内温度センサにより検出される室内の温度である。設定温度とは、リモコン等の入力装置を介してユーザが設定する任意の温度である。目標蒸発温度とは、蒸発器として機能する室内熱交換器６を流れる冷媒の目標値となる温度のことである。

　図３に示すように、室内ユニット２００における吸込み温度と設定温度の差が小さいときは、目標蒸発温度が高い。逆に、室内ユニット２００における吸込み温度と設定温度の差が大きいときは、目標蒸発温度が低い。つまり、吸込み温度と設定温度の差が小さいときの方が、吸込み温度と設定温度の差が大きいときよりも、目標蒸発温度を高く設定できることになる。目標蒸発温度を高く設定できるということは、圧縮機２を緩やかに制御できるということになる。よって、目標蒸発温度を高く設定している場合は、目標蒸発温度を低く設定している場合よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。

　図４は、時間と目標蒸発温度との関係を示すグラフである。図４（ａ）は、通常運転中において第１モードで圧縮機２を制御したときの時間と目標蒸発温度との関係を示している。図４（ｂ）は、省エネルギー運転中において第２モードで圧縮機２を制御したときの時間と目標蒸発温度との関係を示している。図中のサーモオンは、圧縮機２が起動することを示し、サーモオフは、圧縮機２が停止することを示している。制御装置２０は、圧縮機２の回転速度を制御することにより第１モードあるいは第２モードでの制御を実行する。なお、サーモオンは、圧縮機２が起動する際に回転速度を制御することでもあるため、回転速度を設定する動作であるとも言える。

　図４（ａ）に示すように、制御装置２０は、第１モードにおいてサーモオン後、予め定められた一定の猶予期間β１［ｍｉｎ］において、蒸発器として機能する室内熱交換器６の冷媒の温度を目標値であるａ［℃］に保つ。制御装置２０は、猶予期間β１［ｍｉｎ］経過後に、冷媒の温度の目標値をａ［℃］からａ［℃］よりも高いｂ［℃］へ変更するように制御する。β１は、例えば、１０［ｍｉｎ］である。室内熱交換器６の冷媒の温度は、ａ［℃］からｂ［℃］へ変更される。制御装置２０は、冷媒の温度の目標値をｂ［℃］で一定期間保った後に、圧縮機２をサーモオフする。以降、制御装置２０は、目標蒸発温度をａ［℃］からｂ［℃］へ変更する制御を繰り返すことにより、圧縮機２のサーモオンとサーモオフとを繰り返す。

　図４（ｂ）に示すように、制御装置２０は、第２モードにおいてサーモオン後、猶予期間β１［ｍｉｎ］を設けずに室内熱交換器６の冷媒の温度を目標値であるａ［℃］からａ［℃］よりも高いｂ［℃］へ変更するように制御する。これにより、室内熱交換器６の冷媒の温度は、ａ［℃］からｂ［℃］へ変更される。制御装置２０は、冷媒の温度の目標値をｂ［℃］で一定期間保った後に、圧縮機２をサーモオフする。第２モードは、猶予期間β１［ｍｉｎ］が設けられておらず、冷媒の温度の目標値がｂ［℃］である期間が第１モードに比べ長くなっている。つまり、第２モードでは、第１モードに比べ、冷媒の温度の目標値をｂ［℃］で制御する期間が長くなり、その分、圧縮機２のサーモオンとサーモオフと回数が減少する。

　図４において、ａ［℃］は、例えば０［℃］であり、ｂ［℃］は、例えば９［℃］である。図３に示したように、目標蒸発温度を高く設定している場合は、目標蒸発温度を低く設定している場合よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。このため、冷媒の温度の目標値がｂ［℃］である期間が第１モードよりも長い第２モードは、省エネルギー効果が高いと言える。

　ここで、通常運転の第１モードと省エネルギー運転の第２モードとについて詳しく説明する。第１モードでは、圧縮機２のサーモオン直後から冷媒の温度を低く設定することにより、短時間でユーザが設定する設定温度に室内温度を近づけることができる。つまり、第１モードは、低い温度で急激に冷却する時間を長くし、その後、緩やかに設定温度に変化させるような運転である。このため、第１モードは、短時間で不快感を低減し、快適性を向上させることができる。

　第２モードでは、空調負荷率が低い空気調和装置１を用いる場合に省エネルギー効果を発揮する。空調負荷率が低いということは、少ない消費電力であっても効果的に室内温度を下げることができるということである。つまり、空調負荷率が低い空気調和装置１を用いることにより、高い目標蒸発温度において緩やかに室内の熱負荷を処理することが可能となり、高い目標蒸発温度で制御される期間を長くすることができる。つまり、第２モードは、最初に急激に冷却する時間を無くし、室内温度が設定温度に至るまで長い期間をかけて冷やすような運転である。これにより、第２モードでは、第１モードよりも圧縮機２のサーモオンとサーモオフと回数を減少させることができ、空調負荷率が低い空気調和装置１を用いた場合に高い省エネルギー効果を得ることができる。

　次に、制御装置２０が実行する制御内容について説明する。図５は、実施の形態１における冷房運転中の制御を示すフローチャートである。図５のフローチャートの処理は、制御装置２０の制御におけるメインルーチンから、サブルーチンとして繰返し呼び出されて実行される。図５では、冷房運転中の処理について説明する。

　制御装置２０は、まずステップＳ（以下、単に「Ｓ」と示す）１１において、検出装置である複数のセンサから冷房運転中の運転データを取得する。次いで、制御装置２０は、空調処理能力（発生する空調負荷）を算出する（Ｓ１２）。ここで、空調処理能力は、空気調和装置１の処理能力のことであるので、処理能力が発揮されることにより室内に発生する空調負荷が変更される点において、発生する空調負荷であるとも言える。空調処理能力の演算は、例えば、特許第６７３９６７１号に記載の方法により求める。具体的に、制御装置２０は、圧縮機２の回転速度、圧力センサ３１ｂから検出される高圧圧力、および圧力センサ３１ａから検出される低圧圧力と、冷媒流量との関係を示すデータテーブルから室外機１２における冷媒流量を求める。

　制御装置２０は、膨張弁５の開度と、膨張弁特性データテーブルとからＣｖ値を求める。Ｃｖ値とは流体の流れやすさを示す固有の係数である。制御装置２０は、Ｃｖ値を用いて室内機１１における冷媒流量を求める。具体的には、制御装置２０は、対象となる室内機１１の冷媒流量＝室外機１２における冷媒流量×［対象の室内機１１のＣｖ値／室内機１１のＣｖ値の合計値］の関係式から求める。次に、制御装置２０は、室外機１２の冷媒出口の液冷媒の温度と、蒸発器入口の比エンタルピデータテーブルと、を用いて蒸発器入口比エンタルピを求める。制御装置２０は、室内機１１の液冷媒温度およびガス冷媒温度と、蒸発器出口比エンタルピデータテーブルと、を用いて蒸発器出口比エンタルピを求める。制御装置２０は、空調処理能力［ｋＷ］＝室内機１１の冷媒流量［ｋｇ／ｈ］／３６００×［蒸発器出口比エンタルピ－蒸発器入口比エンタルピ］［ｋＪ／ｋｇ］の関係式から、空調処理能力を求める。制御装置２０は、各室内機１１の空調処理能力を足し合わせ室内ユニット２００全体の空調処理能力を求める。

　次いで、制御装置２０は、空気調和装置１が備える定格能力に対する空調処理能力の比率＝［空調処理能力（空調負荷）／定格能力］を求める（Ｓ１３）。次いで、制御装置２０は、空調処理能力（空調負荷）／定格能力≦α１となるか否かを判定する（Ｓ１４）。α１は、ユーザにより設定可能な冷房運転中に省エネルギー制御とするか否かの判定をするための任意の設定値である。制御装置２０は、Ｓ１４において、空調処理能力（空調負荷）／定格能力＞α１と判定した場合、通常運転である第１モードで圧縮機２を制御するように設定し（Ｓ１６）、処理をサブルーチンからメインルーチンに戻す。第１モードは、猶予期間β１が設定されているモードである。

　制御装置２０は、Ｓ１４において、空調処理能力（空調負荷）／定格能力≦α１と判定した場合、省エネルギー運転である第２モードで圧縮機２を制御するように設定し（Ｓ１５）、処理をサブルーチンからメインルーチンに戻す。第２モードは、猶予期間β１を設けずに、冷媒の温度を変更するモードである。

　空気調和装置１において、例えば、α１を０．４≦α１≦０．７の範囲内に設定する。α１がこのように設定される場合、第２モードにおける圧縮機２のサーモオンとサーモオフの回数は第１モードに比べおおよそ半減する。これにより、空気調和装置１は、目標蒸発温度（例えば、図４のｂ［℃］）に入る時間を長くすることができ、省エネルギー運転をすることができる。

　実施の形態２．
　図６は、実施の形態２における暖房運転中の制御を示すフローチャートである。暖房運転中は、図２に示す四方弁３を点線側に切り換えることにより、室内熱交換器６が凝縮器として機能し、室外熱交換器４が蒸発器として機能する。

　制御装置２０は、まずステップＳ２１において、検出装置である複数のセンサから暖房運転中の運転データを取得する。次いで、制御装置２０は、空調処理能力（発生する空調負荷）を算出する（Ｓ２２）。空調処理能力の演算は、例えば、特許第６７３９６７１号に記載の方法により求める。具体的に、制御装置２０は、圧縮機２の回転速度、圧力センサ３１ｂから検出される高圧圧力、および圧力センサ３１ａから検出される低圧圧力と、冷媒流量との関係を示すデータテーブルから室外機１２における冷媒流量を求める。

　制御装置２０は、膨張弁５の開度と、膨張弁特性データテーブルとからＣｖ値を求める。制御装置２０は、Ｃｖ値を用いて室内機１１における冷媒流量を求める。具体的には、制御装置２０は、対象となる室内機１１の冷媒流量＝室外機１２における冷媒流量×［対象の室内機１１のＣｖ値／室内機１１のＣｖ値の合計値］の関係式から求める。次に、制御装置２０は、室内機１１の冷媒入口のガス冷媒の温度と、凝縮器入口の比エンタルピデータテーブルと、を用いて凝縮器入口比エンタルピを求める。制御装置２０は、室内機１１の液冷媒温度と、凝縮器出口比エンタルピデータテーブルと、を用いて凝縮器出口比エンタルピを求める。制御装置２０は、空調処理能力［ｋＷ］＝室内機１１の冷媒流量［ｋｇ／ｈ］／３６００×［凝縮器出口比エンタルピ－凝縮器入口比エンタルピ］［ｋＪ／ｋｇ］の関係式から、空調処理能力を求める。制御装置２０は、各室内機１１の空調処理能力を足し合わせ室内ユニット２００全体の空調処理能力を求める。

　次いで、制御装置２０は、空気調和装置１が備える定格能力に対する空調処理能力の比率＝［空調処理能力（空調負荷）／定格能力］を求める（Ｓ２３）。次いで、制御装置２０は、空調処理能力（空調負荷）／定格能力≦α２となるか否かを判定する（Ｓ２４）。α２は、ユーザにより設定可能な暖房運転中に省エネルギー制御とするか否かの判定をするための任意の設定値である。制御装置２０は、Ｓ２４において、空調処理能力（空調負荷）／定格能力＞α２と判定した場合、通常運転である第１モードで圧縮機２を制御するように設定し（Ｓ２６）、処理をサブルーチンからメインルーチンに戻す。第１モードは、猶予期間β２が設定されているモードである。

　制御装置２０は、Ｓ２４において、空調処理能力（空調負荷）／定格能力≦α２と判定した場合、省エネルギー運転である第２モードで圧縮機２を制御するように設定し（Ｓ２５）、処理をサブルーチンからメインルーチンに戻す。第２モードは、猶予期間β２を設けずに、冷媒の温度を変更するモードである。

　なお、暖房運転中は、図４に示す目標蒸発温度の代わりに目標凝縮温度（凝縮器として機能する室内熱交換器６を流れる冷媒の目標値となる温度）が用いられる。例えば、図４を参考に、制御装置２０は、第１モードにおいてサーモオン後、予め定められた一定の猶予期間β２［ｍｉｎ］において、凝縮器として機能する室内熱交換器６の冷媒の温度を目標値であるａ［℃］に保つ。制御装置２０は、猶予期間β２［ｍｉｎ］経過後に、冷媒の温度の目標値をａ［℃］からａ［℃］よりも低いｂ［℃］へ変更するように制御する。室内熱交換器６の冷媒の温度は、ａ［℃］からｂ［℃］へ変更される。制御装置２０は、冷媒の温度の目標値をｂ［℃］で一定期間保った後に、圧縮機２をサーモオフする。以降、制御装置２０は、目標凝縮温度をａ［℃］からｂ［℃］へ変更する制御を繰り返すことにより、圧縮機２のサーモオンとサーモオフとを繰り返す。

　制御装置２０は、第２モードにおいてサーモオン後、猶予期間β２［ｍｉｎ］を設けずに室内熱交換器６の冷媒の温度を目標値であるａ［℃］からａ［℃］よりも低いｂ［℃］へ変更するように制御する。これにより、室内熱交換器６の冷媒の温度は、ａ［℃］からｂ［℃］へ変更される。制御装置２０は、冷媒の温度の目標値をｂ［℃］で一定期間保った後に、圧縮機２をサーモオフする。第２モードは、猶予期間β２［ｍｉｎ］が設けられておらず、冷媒の温度の目標値がｂ［℃］である期間が第１モードに比べ長くなっている。つまり、第２モードでは、第１モードに比べ、冷媒の温度の目標値をｂ［℃］で制御する期間が長くなり、その分、圧縮機２のサーモオンとサーモオフと回数が減少する。これにより、空気調和装置１は、目標凝縮温度に入る時間を長くすることができ、省エネルギー運転をすることができる。

　実施の形態２において、猶予期間β２［ｍｉｎ］は、例えば１０［ｍｉｎ］であり、ａ［℃］は、例えば５０［℃］であり、ｂ［℃］は、例えば４０［℃］である。実施の形態２の空気調和装置１において、例えば、α２を０．４≦α２≦０．７の範囲内に設定する。α２がこのように設定される場合、第２モードにおける圧縮機２のサーモオンとサーモオフの回数は第１モードに比べおおよそ半減する。これにより、実施の形態２の空気調和装置１は、目標凝縮温度に入る時間を長くすることができ、省エネルギー運転をすることができる。

　実施の形態３．
　図７は、実施の形態３における空気調和システム１００の構成を示す概略図である。空気調和システム１００は、空気調和装置１がネットワーク９を介してサーバ装置４０と接続される点が異なる。サーバ装置４０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）４１と、メモリ４２（ＲＯＭ（Read　Only　Memory）およびＲＡＭ（Random　Access　Memory））と、各種信号を入出力するための図示しない入出力装置等を含んで構成される。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、サーバ装置４０の処理手順が記されたプログラムである。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

　空気調和システム１００においては、空気調和装置１の制御装置２０において実行される処理の一部がサーバ装置４０において実行される。以下に、空気調和装置１の制御装置２０およびサーバ装置４０が実行する処理について説明する。制御装置２０は、複数のセンサが検出した冷媒回路１０の運転中の検出データをサーバ装置４０へ送信する。サーバ装置４０は、図５、図６に示した処理フローにより、受信した検出データを基に空気調和装置１が発揮している空調処理能力を演算する。サーバ装置４０は、空気調和装置１の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値（α１またはα２）以下の場合、圧縮機２を第１モードで運転するように第１制御データを作成し、比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、圧縮機２を第２モードで運転するように第２制御データを作成する。

　サーバ装置４０は、作成した第１制御データまたは第２制御データを制御装置２０へ送信する。制御装置２０は、受信した制御データが第１制御データである場合、圧縮機２を第１モードで運転するように制御し、受信した制御データが第２制御データである場合、圧縮機２を第２モードで運転するように制御する。これにより、制御装置２０の処理負担を軽減することができる。

　＜変形例＞
　空気調和装置１においては、制御装置２０が圧縮機２の回転速度を制御することにより第１モードあるいは第２モードでの制御を実行する場合を説明した。制御装置２０は、圧縮機２の制御とともに、ファン８の回転速度を制御するようにしてもよい。制御装置２０は、冷房運転中において、ファン８の回転速度を低下させることにより室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第１温度よりも高い第２温度へと変更する制御を実行してもよい。制御装置２０は、暖房運転中において、ファン８の回転速度を低下させることにより室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第１温度よりも低い第２温度へと変更する制御を実行してもよい。空気調和装置１は、さらに室外機１２のファン７を用いてよい。空気調和装置１は、ファン７，８の制御のみで第１モードあるいは第２モードの制御を実行してもよい。

　空気調和装置１および空気調和システム１００は、第２モードにおいて猶予期間を設けない場合を説明した。しかしながら、空気調和装置１および空気調和システム１００は、第２モードにおいて第１モードよりも短い猶予期間を設けるようにしてもよい。

　＜まとめ＞
　本開示は、室外機１２および室内機１１を含む冷媒回路１０を備える空気調和装置１に関する。室内機１１は、冷媒が流れる室内熱交換器６を含む。室外機１２は、圧縮機２を含む。空気調和装置１は、冷媒回路１０の運転中のデータを検出する検出装置としての複数のセンサと、冷媒回路１０を制御する制御装置２０と、を備える。制御装置２０は、検出装置が検出したデータから空気調和装置１が発揮している空調処理能力を演算し、空気調和装置１の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下の場合、圧縮機２を第１モードで運転するように制御し、比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、圧縮機２を第２モードで運転するように制御する。第１モードは、圧縮機２の運転開始から一定の猶予期間経過後に室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第１温度とは異なる第２温度へ変更する制御である。第２モードは、圧縮機２の運転開始から猶予期間を設けずに、または第１モードよりも短い猶予期間を設け、室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へ変更する制御である。

　好ましくは、室内熱交換器６は、冷房運転中において蒸発器として機能する。制御装置２０は、比率が予め設定した閾値以下となった場合、第２モードにより蒸発器として機能する室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第１温度よりも高い第２温度へと変更する制御を実行する。

　好ましくは、室内機１１は、室内熱交換器６を流れる冷媒と熱交換する空気を供給するファンをさらに備える。制御装置２０は、ファン８の回転速度を低下させることにより、冷媒の蒸発温度を第１温度から第２温度へと変更する制御を実行する。

　好ましくは、室内熱交換器６は、暖房運転中において凝縮器として機能する。制御装置２０は、比率が予め設定した閾値以下となった場合、第２モードにより凝縮器として機能する室内熱交換器６を流れる冷媒の凝縮温度を第１温度から第１温度よりも低い第２温度へと変更する制御を実行する。

　好ましくは、室内機１１は、室内熱交換器６を流れる冷媒と熱交換する空気を供給するファン８をさらに備える。制御装置２０は、ファン８の回転速度を低下させることにより、冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へと変更する制御を実行する。

　本開示は、室外機１２および室内機１１を含む冷媒回路１０を備える空気調和装置１と、ネットワーク９を介して空気調和装置１と接続されるサーバ装置４０と、を備える、空気調和システム１００に関する。室内機１１は、冷媒が流れる室内熱交換器６を含む。室外機１２は、圧縮機２を含む。空気調和装置１は、冷媒回路１０の運転中のデータを検出する検出装置としての複数のセンサと、サーバ装置４０に検出装置の検出データを送信するとともに、サーバ装置４０から受信する制御データに基づいて冷媒回路１０を制御する制御装置２０と、を備える。サーバ装置４０は、検出データを基に空気調和装置１が発揮している空調処理能力を演算し、空気調和装置１の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下の場合、圧縮機２を第１モードで運転するように第１制御データを作成し、比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、圧縮機２を第２モードで運転するように第２制御データを作成する。第１制御データは、圧縮機２の運転開始から一定の猶予期間経過後に室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第１温度とは異なる第２温度へ変更するデータである。第２制御データは、圧縮機２の運転開始から猶予期間を設けずに、または第１モードよりも短い猶予期間を設け、室内熱交換器６を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から第２温度へ変更するデータである。

　このように、本開示の空気調和装置１および空気調和システム１００によれば、空気調和装置１の定格能力に対する演算した空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下であるか否かにより第１モードあるいは第２モードで圧縮機２を運転するため、空調負荷率が低い空気調和装置１を用いた場合にも省エネルギー効果を得ることができる。

　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　空気調和装置、２　圧縮機、３　四方弁、４　室外熱交換器、５　膨張弁、６　室内熱交換器、７，８　ファン、９　ネットワーク、１０　冷媒回路、１１　室内機、１２　室外機、２０　制御装置、２２，４２　メモリ、３１ａ，３１ｂ　圧力センサ、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ　冷媒温度センサ、４０　サーバ装置、１００　空気調和システム、２００　室内ユニット。

Claims

　室外機および室内機を含む冷媒回路を備える空気調和装置であって、
　前記室内機は、冷媒が流れる室内熱交換器を含み、
　前記室外機は、圧縮機を含み、
　前記空気調和装置は、
　　前記冷媒回路の運転中のデータを検出する検出装置と、
　　前記冷媒回路を制御する制御装置と、を備え、
　前記制御装置は、
　　前記検出装置が検出したデータから前記空気調和装置が発揮している空調処理能力を演算し、
　　前記空気調和装置の定格能力に対する演算した前記空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下の場合、前記圧縮機を第１モードで運転するように制御し、前記比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、前記圧縮機を第２モードで運転するように制御し、
　前記第１モードは、前記圧縮機の運転開始から一定の猶予期間経過後に前記室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から前記第１温度とは異なる第２温度へ変更する制御であり、
　前記第２モードは、前記圧縮機の運転開始から前記猶予期間を設けずに、または前記第１モードよりも短い猶予期間を設け、前記室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を前記第１温度から前記第２温度へ変更する制御である、空気調和装置。
　前記室内熱交換器は、冷房運転中において蒸発器として機能し、
　前記制御装置は、前記比率が予め設定した閾値以下となった場合、前記第２モードにより前記蒸発器として機能する前記室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を前記第１温度から前記第１温度よりも高い前記第２温度へと変更する制御を実行する、請求項１に記載の空気調和装置。
　前記室内機は、前記室内熱交換器を流れる冷媒と熱交換する空気を供給するファンをさらに備え、
　前記制御装置は、前記ファンの回転速度を低下させることにより、冷媒の蒸発温度を前記第１温度から前記第２温度へと変更する制御を実行する、請求項２に記載の空気調和装置。
　前記室内熱交換器は、暖房運転中において凝縮器として機能し、
　前記制御装置は、前記比率が予め設定した閾値以下となった場合、前記第２モードにより前記凝縮器として機能する前記室内熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度を前記第１温度から前記第１温度よりも低い前記第２温度へと変更する制御を実行する、請求項１に記載の空気調和装置。
　前記室内機は、前記室内熱交換器を流れる冷媒と熱交換する空気を供給するファンをさらに備え、
　前記制御装置は、前記ファンの回転速度を低下させることにより、冷媒の温度の目標値を前記第１温度から前記第２温度へと変更する制御を実行する、請求項４に記載の空気調和装置。
　室外機および室内機を含む冷媒回路を備える空気調和装置と、
　ネットワークを介して前記空気調和装置と接続されるサーバ装置と、を備え、
　前記室内機は、冷媒が流れる室内熱交換器を含み、
　前記室外機は、圧縮機を含み、
　前記空気調和装置は、
　　前記冷媒回路の運転中のデータを検出する検出装置と、
　　前記サーバ装置に前記検出装置の検出データを送信するとともに、前記サーバ装置から受信する制御データに基づいて前記冷媒回路を制御する制御装置と、を備え、
　前記サーバ装置は、
　　前記検出データを基に前記空気調和装置が発揮している空調処理能力を演算し、
　　前記空気調和装置の定格能力に対する演算した前記空調処理能力の比率が予め設定した閾値以下の場合、前記圧縮機を第１モードで運転するように第１制御データを作成し、前記比率が予め設定した閾値よりも大きい場合、前記圧縮機を第２モードで運転するように第２制御データを作成し、
　前記第１制御データは、前記圧縮機の運転開始から一定の猶予期間経過後に前記室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を第１温度から前記第１温度とは異なる第２温度へ変更するデータであり、
　前記第２制御データは、前記圧縮機の運転開始から前記猶予期間を設けずに、または前記第１モードよりも短い猶予期間を設け、前記室内熱交換器を流れる冷媒の温度の目標値を前記第１温度から前記第２温度へ変更するデータである、空気調和システム。