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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022186161
(43)【公開日】2022-12-15
(54)【発明の名称】空気調和機
(51)【国際特許分類】
F24F 11/46 20180101AFI20221208BHJP
F24F 11/64 20180101ALI20221208BHJP
F24F 11/86 20180101ALI20221208BHJP
【ＦＩ】
F24F11/46
F24F11/64
F24F11/86
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021094246
(22)【出願日】2021-06-04
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118762
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 順
(72)【発明者】
【氏名】近藤 良亮
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 清
(72)【発明者】
【氏名】谷垣 慶一郎
【テーマコード（参考）】
3L260
【Ｆターム（参考）】
3L260BA41
3L260CA12
3L260CB63
3L260FB02
(57)【要約】
【課題】冷暖房運転時に、空調負荷の低い条件でのエネルギ消費効率を従来に比して向上させることができる空気調和機を得ること。
【解決手段】空気調和機１は、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂと、制御手段と、を備える。制御手段は、冷暖房運転時において、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて、一方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂだけを運転させる第１運転モード、双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを運転させる第２運転モード、および双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを停止状態とする第３運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択し、選択した運転モードに従って２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを制御する。
【選択図】図１
【解決手段】空気調和機１は、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂと、制御手段と、を備える。制御手段は、冷暖房運転時において、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて、一方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂだけを運転させる第１運転モード、双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを運転させる第２運転モード、および双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを停止状態とする第３運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択し、選択した運転モードに従って２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つの冷凍サイクルと、
冷暖房運転時において、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて、一方の前記冷凍サイクルだけを運転させる第１運転モード、双方の前記冷凍サイクルを運転させる第２運転モード、および双方の前記冷凍サイクルを停止状態とする第３運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択し、選択した前記運転モードに従って２つの前記冷凍サイクルを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
冷暖房運転時において、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて、一方の前記冷凍サイクルだけを運転させる第１運転モード、双方の前記冷凍サイクルを運転させる第２運転モード、および双方の前記冷凍サイクルを停止状態とする第３運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択し、選択した前記運転モードに従って２つの前記冷凍サイクルを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項2】
前記制御手段は、
前記冷凍サイクルによって冷暖房される室内の温度である室温と前記室内の目標温度である目標室温との差から空調能力である空調能力算出値を算出する演算手段と、
前記空調能力と、前記冷凍サイクルの１台運転時および２台運転時における前記空調能力を実現する場合のエネルギ消費効率と、の予め登録されている関係に基づいて、算出された前記空調能力算出値に対応する前記エネルギ消費効率の高い運転モードを選択する運転状態切替手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記冷凍サイクルによって冷暖房される室内の温度である室温と前記室内の目標温度である目標室温との差から空調能力である空調能力算出値を算出する演算手段と、
前記空調能力と、前記冷凍サイクルの１台運転時および２台運転時における前記空調能力を実現する場合のエネルギ消費効率と、の予め登録されている関係に基づいて、算出された前記空調能力算出値に対応する前記エネルギ消費効率の高い運転モードを選択する運転状態切替手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項3】
前記制御手段は、
前記冷凍サイクルによって冷暖房される空間の温度と前記空間の目標温度との差から空調能力である空調能力算出値と、運転中の前記空気調和機の各出力値から前記空調能力と前記冷凍サイクルの１台運転時および２台運転時における前記空調能力を実現する場合のエネルギ消費効率との関係と、を算出する演算手段と、
算出された前記空調能力と前記エネルギ消費効率との関係に基づいて、算出された前記空調能力算出値に対応する前記エネルギ消費効率の高い運転モードを選択する運転状態切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記冷凍サイクルによって冷暖房される空間の温度と前記空間の目標温度との差から空調能力である空調能力算出値と、運転中の前記空気調和機の各出力値から前記空調能力と前記冷凍サイクルの１台運転時および２台運転時における前記空調能力を実現する場合のエネルギ消費効率との関係と、を算出する演算手段と、
算出された前記空調能力と前記エネルギ消費効率との関係に基づいて、算出された前記空調能力算出値に対応する前記エネルギ消費効率の高い運転モードを選択する運転状態切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項4】
前記運転状態切替手段は、前記空調能力を実現する場合の前記１台運転時のエネルギ消費効率と、前記２台運転時のエネルギ消費効率と、が等しくなる前記空調能力の値を切替基準値とした場合に、前記空調能力算出値が前記切替基準値に予め定められた値を加算した第１閾値よりも大きい場合に、前記第１運転モードから前記第２運転モードに切り替え、前記空調能力算出値が前記切替基準値から前記予め定められた値を減算した第２閾値よりも小さい場合に、前記第２運転モードから前記第１運転モードに切り替えることを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和機。
【請求項5】
前記制御手段は、
前記冷凍サイクルによって冷暖房される空間の温度と前記空間の目標温度との差から空調能力である空調能力算出値を算出する演算手段と、
前記空調能力と前記運転モードとを対応付けた運転モード決定情報を参照して、算出された前記空調能力算出値に対応する前記運転モードを選択する運転状態切替手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記冷凍サイクルによって冷暖房される空間の温度と前記空間の目標温度との差から空調能力である空調能力算出値を算出する演算手段と、
前記空調能力と前記運転モードとを対応付けた運転モード決定情報を参照して、算出された前記空調能力算出値に対応する前記運転モードを選択する運転状態切替手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項6】
前記運転状態切替手段は、前記空調能力を実現する場合の前記冷凍サイクルの１台運転時のエネルギ消費効率と、前記冷凍サイクルの２台運転時のエネルギ消費効率と、が等しくなる前記空調能力の値を切替基準値とした場合に、前記空調能力算出値が前記切替基準値に予め定められた値を加算した第１閾値よりも大きい場合に、前記第１運転モードから前記第２運転モードに切り替え、前記空調能力算出値が前記切替基準値から前記予め定められた値を減算した第２閾値よりも小さい場合に、前記第２運転モードから前記第１運転モードに切り替えることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
【請求項7】
前記運転状態切替手段は、前記第１運転モードを実行するときに、２つの前記冷凍サイクルの運転時間が均等になるように選択する、２つの前記冷凍サイクルを交互に選択する、あるいは前記空気調和機の冷房および暖房を含む空調モード毎に対応付けられた前記冷凍サイクルを選択することを特徴とする請求項２から６のいずれか１つに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、２つの冷凍サイクルを使用した空気調和機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の空気調和機の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の空気調和機は１台の室内機と２台の室外機とを有し、除湿運転時に、湿度および室温に基づいて、冷却運転、加熱運転および停止のいずれかが２つの冷凍サイクルについて個別に選択される。特許文献１に記載の空気調和機では、第１運転モード、第２運転モード、第３運転モードおよび第４運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択することによって、室温の大きな変動を抑制した除湿運転を行っている。第１運転モードは、一方の冷凍サイクルを冷却運転させるとともに他方の冷凍サイクルを加熱運転させるモードである。第２運転モードは、一方の冷凍サイクルを冷却運転させるとともに他方の冷凍サイクルを停止状態とするモードである。第３運転モードは、双方の冷凍サイクルを冷却運転させるモードである。第４運転モードは、双方の冷凍サイクルを停止状態とするモードである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－２１１７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、空気調和機は、除湿運転だけではなく、冷暖房運転も可能である。特許文献１に記載の技術では、運転モードの選択の基準が湿度および室温となっている。このため、特許文献１に記載の技術を冷暖房運転時に適用した場合に、空調能力的には運転させる冷凍サイクルが１つでも対応可能な空調負荷の低い条件でも、１つまたは２つのどちらの冷凍サイクルで対応すべきかを判断することができないという問題があった。つまり、１つの冷凍サイクルを高出力で運転する方がエネルギ消費効率が高いにもかかわらず、２つの冷凍サイクルを低出力で運転し続けて無駄なエネルギを消費する可能性があり、またこの逆の場合も有り得る。
【0005】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、冷暖房運転時に、空調負荷の低い条件でのエネルギ消費効率を従来に比して向上させることができる空気調和機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の空気調和機は、２つの冷凍サイクルと、制御手段と、を備える。制御手段は、冷暖房運転時において、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて、一方の冷凍サイクルだけを運転させる第１運転モード、双方の冷凍サイクルを運転させる第２運転モード、および双方の冷凍サイクルを停止状態とする第３運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択し、選択した運転モードに従って２つの冷凍サイクルを制御する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、冷暖房運転時に、空調負荷の低い条件でのエネルギ消費効率を従来に比して向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を模式的に示す図
【図2】実施の形態１に係る空気調和機の制御回路の構成の一例を示すブロック図
【図3】運転モード決定情報の一例を示す図
【図4】実施の形態１に係る空気調和機における冷暖房運転時の運転モードの判定方法の手順の一例を示すフローチャート
【図5】実施の形態１に係る空気調和機における運転モードの切り替え方法の一例を模式的に示す図
【図6】実施の形態１に係る空気調和機に備えられる制御回路のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本開示の実施の形態にかかる空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。
【0010】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を模式的に示す図である。空気調和機１は、温度検知部２と、室内に設置される１台の室内機３と、室外に設置される２台の室外機４ａ，４ｂと、を備える。
図１は、実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を模式的に示す図である。空気調和機１は、温度検知部２と、室内に設置される１台の室内機３と、室外に設置される２台の室外機４ａ，４ｂと、を備える。
【0011】
温度検知部２は、室内機３が設けられる室内の温度である室温を検知する。温度検知部２の一例は、測温抵抗体等の温度センサである。一例では、温度検知部２は、室内に設置される図示しないコントローラ等に内蔵される。コントローラは、室内の温度である室温の設定、空調モードの設定等を行うことができる機器である。空調モードには、冷房、暖房および除湿が含まれる。温度検知部２は、一定周期等の予め定められたタイミングで温度を検知し、検知結果を室内機３に設けられる後述する制御回路３６に出力する。
【0012】
室内機３は、室内の空気を吸い込む吸込口３１と、吸い込んだ空気を室内に吹き出す吹出口３２と、吸込口３１と吹出口３２とを連通する風路３３と、を有する筐体３０を備える。室内機３は、筐体３０内に、送風機３４と、２台の熱交換器３５ａ，３５ｂと、制御回路３６と、を備える。送風機３４は、風路３３中に設けられ、室内の空気を吸込み室内へ吹出す。一例では、送風機３４は、風路３３中の吹出口３２付近に設けられる。熱交換器３５ａ，３５ｂは、風路３３中の送風機３４の吸込側に設けられる。熱交換器３５ａは、配管を介して室外機４ａと接続され、熱交換器３５ｂは、配管を介して室外機４ｂと接続される。制御回路３６は、温度検知部２、送風機３４および室外機４ａ，４ｂと電気的に接続され、温度検知部２の出力値と、図示しないコントローラによって設定される室温の設定値と、に基づいて、室内機３および室外機４ａ，４ｂの動作を制御する。
【0013】
２台の室外機４ａ，４ｂは、ともに同様の構造を有する。室外機４ａ，４ｂは、図示しない熱交換器、圧縮機、四方弁および絞り弁を備える。室外機４ａと室内機３の熱交換器３５ａとによって冷凍サイクル５０ａが構成され、室外機４ｂと室内機３の熱交換器３５ｂとによって冷凍サイクル５０ｂが構成される。すなわち、冷凍サイクル５０ａは、室外機４ａの熱交換器、圧縮機、四方弁および絞り弁と、室内機３の熱交換器３５ａと、を備え、これらによって構成される閉ループの冷媒回路である。冷凍サイクル５０ｂは、室外機４ｂの熱交換器、圧縮機、四方弁および絞り弁と、室内機３の熱交換器３５ｂと、を備え、これらによって構成される閉ループの冷媒回路である。冷却運転時と加熱運転時とでは、四方弁の切り替えによって各冷凍サイクル５０ａ，５０ｂの冷媒は逆向きに流れる。２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂはそれぞれ独立しており、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂは、制御回路３６によって個別に制御される。なお、以下では、個々の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを区別しない場合には、冷凍サイクル５０ａ，５０ｂは、冷凍サイクル５０と表記される。
【0014】
図２は、実施の形態１に係る空気調和機の制御回路の構成の一例を示すブロック図である。図２に示されるように、制御回路３６の入力側には、温度検知部２が接続され、制御回路３６の出力側には、室外機４ａ，４ｂが接続されている。制御回路３６は、冷暖房運転時において、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて、一方の冷凍サイクル５０だけを運転させる運転モードである１台運転モード、双方の冷凍サイクル５０を運転させる運転モードである２台運転モード、および双方の冷凍サイクル５０を停止状態とする運転モードである停止モードのうちのいずれか１つの運転モードを選択し、選択した運転モードに従って２つの冷凍サイクル５０を制御する。１台運転モードは、第１運転モードに対応し、２台運転モードは、第２運転モードに対応し、停止モードは、第３運転モードに対応する。
【0015】
制御回路３６は、演算手段３６１と、記憶手段３６２と、運転状態切替手段３６３と、を備える。制御回路３６は、制御手段に対応する。演算手段３６１は、温度検知部２が検知した室温とコントローラ等により設定された設定値である目標室温との差から予め定められた計算式にしたがって必要な空調能力である空調能力算出値を算出する。記憶手段３６２は、空調能力とエネルギ消費効率との関係を示す情報を記憶する。空調能力とエネルギ消費効率との関係を示す情報は、空調能力と、冷凍サイクル５０の１台運転時および２台運転時における空調能力を実現する場合のエネルギ消費効率と、の予め登録されている関係を示す。運転状態切替手段３６３は、各冷凍サイクル５０ａ，５０ｂの室外機４ａ，４ｂの運転状態を切り替える。
【0016】
図３は、運転モード決定情報の一例を示す図である。図３において、横軸は、空調能力を示し、縦軸は、エネルギ消費効率を示している。この図には、冷凍サイクル５０を１台で運転したときの空調能力に対するエネルギ消費効率を示すグラフＧ１、および２台で運転したときの空調能力に対するエネルギ消費効率を示すグラフＧ２の一例が示されている。１台運転時のグラフＧ１と２台運転時のグラフＧ２との交点における空調能力をＱ0とし、１台運転時の最小空調能力をＱ1とする。空調能力がＱ0よりも大きい場合には、エネルギ消費効率は、１台運転時よりも２台運転時の方が高くなる。空調能力がＱ0よりも小さい場合には、エネルギ消費効率は、２台運転時よりも１台運転時の方が高くなる。また、空調能力がＱ1に満たない場合には、１台の冷凍サイクル５０を動作させるよりも、冷凍サイクル５０を１台も運転させない方がエネルギ消費効率の点から有利になる。
【0017】
図３より、実施の形態１に係る空気調和機１の制御回路３６は、冷暖房運転を行う場合に、演算手段３６１によって算出された空調能力である空調能力算出値Ｑと、記憶手段３６２に登録された空調能力とエネルギ消費効率との関係を示す情報と、に基づいて、各冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを個別に制御する。具体的には、運転状態切替手段３６３は、空調能力算出値Ｑが低い場合、図３の例では、空調能力算出値ＱがＱ1よりも大きくＱ0未満である場合には、２台運転時よりも１台運転時の方がエネルギ消費効率が高くなるため、一方の冷凍サイクル５０を運転させ、他方の冷凍サイクル５０を停止させる１台運転モードを選択する。また、運転状態切替手段３６３は、空調能力算出値Ｑが高い場合、図３の例では、空調能力算出値ＱがＱ0よりも大きい場合には、１台運転時よりも２台運転時の方がエネルギ消費効率が高くなるため、双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを運転させる２台運転モードを選択する。さらに、運転状態切替手段３６３は、１台運転モードよりも空調能力算出値Ｑが低い場合、図３の例では、空調能力算出値ＱがＱ1未満である場合には、双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを停止させる停止モードを選択する。このように運転モードを選択し、制御することで、無駄なエネルギ消費を抑制した冷暖房運転を実現することができる。
【0018】
１台運転モードが選択され、１つの冷凍サイクル５０を運転させる場合に、２つある冷凍サイクル５０ａ，５０ｂのうちどちらを選択するかによって運転負荷に偏りが生じると、一方の冷凍サイクル５０を早期に劣化、故障させる可能性がある。そこで、１台運転モードが選択された場合に、どちらの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂが選択されるかについて説明する。
【0019】
制御回路３６の運転状態切替手段３６３は、室外機４ａおよび室外機４ｂの運転負荷が平準化されるように、１台運転モードで運転させる室外機４ａ，４ｂを選択する。一例では、運転状態切替手段３６３は、運転時間を用いて、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂの運転時間が均等になるように動作させる室外機４ａ，４ｂを選択することができる。具体的には、運転状態切替手段３６３は、１台運転モードにおける室外機４ａ，４ｂの運転時間を示す運転時間情報を記憶手段３６２に記憶しておき、１台運転モードでの制御を行う場合に、運転時間情報の室外機４ａおよび室外機４ｂの運転時間を比較し、より運転時間が少ない室外機４ａ，４ｂを選択する。
【0020】
運転負荷を平準化させる方法は、運転時間以外であってもよい。一例では、前回の１台運転モードで運転させた室外機４ａ，４ｂとは別の室外機４ａ，４ｂを選択する、すなわち２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを交互に選択するようにしてもよい。この場合には、運転状態切替手段３６３は、最後に１台運転モードで運転したときの室外機４ａ，４ｂを含む情報である履歴情報を記憶手段３６２に記憶しておき、１台運転モードでの制御を行う場合に、履歴情報を参照し、最後に１台運転モードで運転したときの室外機４ａ，４ｂではない室外機４ａ，４ｂを選択する。また、冷房および暖房のように空調モード毎に決まった室外機４ａ，４ｂを運転させるようにしてもよい。この場合には、冷房時に室外機４ａを運転させ、暖房時に室外機４ｂを運転させるなどのように、空気調和機１の冷房および暖房を含む空調モード毎に冷凍サイクル５０を対応付けた運転情報を記憶手段３６２に予め記憶しておき、１台運転モードでの制御を行う場合に、運転情報を参照し、現在の空調モードに対応する室外機４ａ，４ｂを選択する。
【0021】
この様な冷凍サイクル５０の選択によって、１つの冷凍サイクルを高出力で運転する方がエネルギ消費効率が高いにもかかわらず、２つの冷凍サイクルを低出力で運転し続けたり、またこの逆の場合で運転し続けたりして無駄なエネルギを消費してしまうことが抑制される。
【0022】
つぎに、冷暖房運転時の各モードの判定方法について説明する。図４は、実施の形態１に係る空気調和機における冷暖房運転時の運転モードの判定方法の手順の一例を示すフローチャートである。例えば、コントローラ等によって、目標室温が設定されると（ステップＳ１１）、制御回路３６の演算手段３６１は、温度検知部２から検知室温を取得する（ステップＳ１２）。ついで、演算手段３６１は、検知室温と目標室温との差から、目標室温を達成するために必要な空調能力である空調能力算出値Ｑを算出する（ステップＳ１３）。ついで、運転状態切替手段３６３は、記憶手段３６２に記憶されている図３に示されるような空調能力とエネルギ消費効率との関係を示す情報を参照し、算出した空調能力算出値Ｑにおいてエネルギ消費効率がより高くなる運転モードを選択する（ステップＳ１４）。
【0023】
その後、運転状態切替手段３６３は、選択した運転モードが１台運転モードであるかを判定する（ステップＳ１５）。選択した運転モードが１台運転モードである場合（ステップＳ１５でＹｅｓの場合）には、運転状態切替手段３６３は、動作させる室外機４ａ，４ｂの選択処理を実行する（ステップＳ１６）。
【0024】
運転時間で室外機４ａ，４ｂの選択を行う場合には、運転状態切替手段３６３は、記憶手段３６２に記憶されている運転時間情報を取得し、２台の室外機４ａ，４ｂのうち運転時間の短い方の室外機４ａ，４ｂを動作させる室外機４ａ，４ｂとして選択する。交互に室外機４ａ，４ｂの選択を行う場合には、運転状態切替手段３６３は、記憶手段３６２に記憶されている履歴情報を参照し、最後に１台運転モードで運転させた室外機４ａ，４ｂとは異なる室外機４ａ，４ｂを動作させる室外機４ａ，４ｂとして選択する。空調モードで室外機４ａ，４ｂの選択を行う場合には、運転状態切替手段３６３は、現在の空調モードを取得し、運転情報を参照して、現在の空調モードに対応付けられた室外機４ａ，４ｂを動作させる室外機４ａ，４ｂとして選択する。
【0025】
その後またはステップＳ１５で選択した運転モードが１台運転モードではない場合（ステップＳ１５でＮｏの場合）には、運転状態切替手段３６３は、選択された運転モードとなるように選択された室外機４ａ，４ｂを含む冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを制御する（ステップＳ１７）。以上によって、処理が終了する。
【0026】
なお、上記した例では、図３の運転モード決定情報における空調能力とエネルギ消費効率との間の関係を用いて、エネルギ消費効率がより高い運転モードを選択する場合を示したが、運転モードを他の方法によって決定してもよい。一般的な１台の室内機３と２台の室外機４ａ，４ｂとで構成される空気調和機１では、図３に示されるように、空調能力が低い場合、すなわち室温と目標室温との温度差が小さい場合には、室外機４ａ，４ｂを１台だけ運転させる方がエネルギ消費効率が高くなる。また、空調能力が高い場合、すなわち室温と目標室温との差が大きい場合には、室外機４ａ，４ｂを２台とも運転させる方がエネルギ消費効率が高くなる傾向がある。このため、１台運転時および２台運転時のエネルギ消費効率が一致する空調能力Ｑ0を閾値として、演算手段３６１によって算出される空調能力算出値Ｑと閾値Ｑ0との大小関係のみを運転モード選択の判定基準とすることも可能である。同様に、１台運転モードの最小空調能力を閾値Ｑ１とし、演算手段３６１によって算出される空調能力算出値Ｑと閾値Ｑ1との大小関係のみを１台運転モードと停止モードの切替の判定基準としてもよい。
【0027】
ここで、運転モードの切替方法について説明する。図５は、実施の形態１に係る空気調和機における運転モードの切り替え方法の一例を模式的に示す図である。図５では、２台運転モードと１台運転モードとの間の切り替えを行う場合を示している。また、この図において、横軸は、空調能力を示している。例えば、２台運転モードから１台運転モードに切り替わる場合には、空調能力算出値ＱがＱ0－ΔＱを下回ったとき、すなわちＱ＜Ｑ0－ΔＱのときに、運転状態切替手段３６３は、１台運転モードを選択する。反対に、１台運転モードから２台運転モードに切り替わる場合には、空調能力算出値ＱがＱ0＋ΔＱを上回ったとき、すなわちＱ＞Ｑ0＋ΔＱのときに、運転状態切替手段３６３は、２台運転モードを選択する。このように、閾値Ｑ0を中心とした２ΔＱの範囲では、運転モードの切り替えが生じないように２つの閾値を用いて運転モードを切り替えるようにしている。Ｑ0は、切替基準値に対応し、Ｑ0＋ΔＱは、第１閾値に対応し、Ｑ0－ΔＱは、第２閾値に対応する。
【0028】
このような運転モードの切替を行わない場合には、空調能力がＱ0を下回ったときに、２台運転モードから１台運転モードに切り替わり、空調能力がＱ0を上回ったときに、１台運転モードから２台運転モードに切り替わる。このような場合には、閾値Ｑ0付近で空調能力が上下する場合に、運転モードが頻繁に切り替わることになり、室外機４ａ，４ｂが早期に劣化、故障してしまう。しかし、図５に示される方法で運転モードの切替を行う場合には、閾値Ｑ0付近で空調能力が上下しても、空調能力の範囲が閾値Ｑ0を中心とした２ΔＱの範囲であれば、運転モードが頻繁に切り替わることが抑制される。この結果、室外機４ａ，４ｂが早期に劣化、故障してしまうことを抑制することができる。同様に、１台運転モードと停止モードとの切替にも、１台運転モードの最小空調能力の閾値Ｑ1に対してΔＱを適用することが可能である。ただし、停止モードから１台運転モードに切り替わる場合に、空調能力を１台運転モードの最小空調能力の閾値Ｑ1から上げることで、冷暖房感を損ねる可能性があるため、閾値を変更せずに、Ｑ1のままとしてもよい。
【0029】
また、記憶手段３６２が記憶する運転モード決定情報は、空調能力とエネルギ消費効率との関係は予め登録されているものでなく、空気調和機１の実際の運転情報に基づいて変化するものであってもよい。例えば、図１において、空気調和機１が、運転中の空気調和機１の空調能力を算出するために必要なパラメータを測定する図示しない各検知部をさらに備え、各検知部を制御回路３６に接続する。そして、制御回路３６の演算手段３６１によって、運転中の空気調和機１の各検知部からの出力値から実際の空調能力およびエネルギ消費効率を算出し、算出した結果を空調能力とエネルギ消費効率との関係を示す情報として記憶手段３６２に登録することで、より実態に合った運転モードを選択可能となる。この場合には、室外機４ａ，４ｂを１台および２台運転時の空調能力とエネルギ消費効率との関係が変化するため、上記した閾値Ｑ0、Ｑ1が変化することになる。
【0030】
制御回路３６は、処理回路として実現される。処理回路は専用のハードウェアであってもよいし、集積回路であってもよいし、プロセッサを備える回路であってもよい。図６は、実施の形態１に係る空気調和機に備えられる制御回路のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御回路３６は、プロセッサ５０１と、メモリ５０２と、を備える。プロセッサ５０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）とも称される）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）などである。メモリ５０２は、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、不揮発性また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、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等である。プロセッサ５０１とメモリ５０２とはバスライン５０３を介して接続される。
【0031】
制御回路３６は、運転モードの切替処理の手順を記述したプログラムをメモリ５０２から読み出してプロセッサ５０１が実行することにより実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御回路３６の機能のうちの一部を専用のハードウェアである電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ５０１およびメモリ５０２を用いて実現するようにしてもよい。一例では、制御回路３６は、室外機４ａ，４ｂの動作を電気信号によって制御する。
【0032】
以上のように、実施の形態１では、１台の室内機３に２台の室外機４ａ，４ｂが接続され、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを有する空気調和機１の冷暖房運転時に、制御回路３６は、空調能力とエネルギ消費効率との関係に基づいて各冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを個別に運転または停止させるようにした。すなわち、制御回路３６は、一方の冷凍サイクル５０だけを運転させる１台運転モード、双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを運転させる２台運転モード、および双方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを停止させる停止モードのうちのいずれかから、エネルギ消費効率が高くなる運転モードを選択するため、無駄なエネルギ消費を抑制することができる。また、制御回路３６は、１台運転モード時に、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂの運転負荷が平準化されるように、運転させる１台の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂを選択することで、一方の冷凍サイクル５０ａ，５０ｂだけを早期に劣化、故障させてしまうことを抑制することができる。
【0033】
さらに、空調能力を実現する場合の１台運転時のエネルギ消費効率と、２台運転時のエネルギ消費効率と、が等しくなる空調能力の値を切替基準値とする。この場合に、制御回路３６の運転状態切替手段３６３は、演算手段３６１で算出される空調能力算出値が切替基準値に予め定められた値を加算した第１閾値よりも大きい場合に、１台運転モードから２台運転モードに切り替える。また、運転状態切替手段３６３は、空調能力算出値が切替基準値から予め定められた値を減算した第２閾値よりも小さい場合に、２台運転モードから１台運転モードに切り替える。これによって、切替基準値付近で空調能力が上下しても、空調能力の範囲が切替基準値を中心とした予め定められた範囲であれば、運転モードが頻繁に切り替わることが抑制される。この結果、室外機４ａ，４ｂが早期に劣化、故障してしまうことを抑制することができる。
【0034】
なお、上記説明では、２つの冷凍サイクル５０ａ，５０ｂそれぞれに対応する２台の室外機４ａ，４ｂを備える構成の空気調和機１について説明したが、各室外機４ａ，４ｂが備えている図示しない熱交換器における熱交換効率が低下しないように考慮して２台の室外機４ａ，４ｂを同一筐体内に収めた構成としてもよい。
【0035】
以上の実施の形態に示した構成は、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、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【0036】
１ 空気調和機、２ 温度検知部、３ 室内機、４ａ，４ｂ 室外機、３０ 筐体、３１ 吸込口、３２ 吹出口、３３ 風路、３４ 送風機、３５ａ，３５ｂ 熱交換器、３６ 制御回路、５０，５０ａ，５０ｂ 冷凍サイクル、３６１ 演算手段、３６２ 記憶手段、３６３ 運転状態切替手段。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】