特許 7195461 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/871 20180101AFI20221216BHJP

   F24F 1/12 20110101ALI20221216BHJP

   F24F 1/24 20110101ALI20221216BHJP

   F24F 1/40 20110101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

F24F11/871

F24F1/12

F24F1/24

F24F1/40

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021575159

(86)(22)【出願日】2020-02-05

(86)【国際出願番号】 JP2020004371

(87)【国際公開番号】W WO2021156975

(87)【国際公開日】2021-08-12

【審査請求日】2022-01-07

(73)【特許権者】

【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】佐藤 賢司

(72)【発明者】

【氏名】酒井 瑞朗

(72)【発明者】

【氏名】下川 耕一

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－３０３８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１８５２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３７０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－３６４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６３２９６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １／１２

Ｆ２４Ｆ １／４０

Ｆ２４Ｆ １／２４

Ｆ２４Ｆ １１／００ ～ １１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運転周波数を調整し、冷媒回路に流れる冷媒を圧縮する圧縮機と、
回転数を調整し、前記冷媒の熱交換を行う室外熱交換器を冷却する室外ファンと、
前記圧縮機の前記運転周波数および前記室外ファンの前記回転数を制御し、必要な空調能力を確保しつつ、前記室外ファンの前記回転数を優先的に下げて低騒音運転を実施する制御部と、
を備え、
前記制御部は、室内設定温度と室内機の室内吸い込み温度との差分から、必要な空調能力を確保するために前記運転周波数および前記回転数が規定された必要能力ラインの設定の有無を判定し、必要と判定した場合、空気調和装置の運転モードおよび外気温度に基づいて必要能力ラインを設定し、前記必要能力ラインで規定された運転周波数以上になるように前記圧縮機を制御し、前記必要能力ラインで規定された回転数以上になるように前記室外ファンを制御する、
空気調和装置。

【請求項2】

前記制御部は、実測値に基づいて決定される外気温度の条件毎の係数、前記外気温度に基づく前記圧縮機の運転周波数、および前記室外ファンの最大ファン回転数を用いて、前記室外ファンの各回転数に対する前記圧縮機の運転周波数を算出し、前記必要能力ラインを設定する、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記制御部は、室外機の動作を制御する制御基板の熱を放出する放熱板の温度である室外放熱板温度と、前記空気調和装置の運転モードによって規定された室内機または前記室外機に設置された温度センサで検知された凝縮温度とに基づいて、前記室外ファンの上限回転数を変化させ、前記室外ファンの回転数を制御する、
請求項１または２に記載の空気調和装置。

【請求項4】

運転周波数を調整し、冷媒回路に流れる冷媒を圧縮する圧縮機と、
回転数を調整し、前記冷媒の熱交換を行う室外熱交換器を冷却する室外ファンと、
前記圧縮機の前記運転周波数および前記室外ファンの前記回転数を制御し、必要な空調能力を確保しつつ、前記室外ファンの前記回転数を優先的に下げて低騒音運転を実施する制御部と、
を備え、
前記制御部は、室外機の動作を制御する制御基板の熱を放出する放熱板の温度である室外放熱板温度と、空気調和装置の運転モードによって規定された室内機または前記室外機に設置された温度センサで検知された凝縮温度とに基づいて、前記室外ファンの上限回転数を変化させ、前記室外ファンの回転数を制御する、
空気調和装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記室外ファンの上限回転数を減少させた場合、前記圧縮機の前記運転周波数を減少させる、
請求項４に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、室外ファンの回転数を制御する空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気調和装置において、室外ファンで発生する騒音を低減することが行われている。特許文献１には、室外機が備える圧縮機の運転周波数が下限域付近、例えば、３０Ｈｚ～４０Ｈｚの場合に、室外ファンの回転数を減少させる、または室外ファンが複数あるときは稼働台数を減少させることによって、騒音を低減させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開昭６４－２５６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の技術によれば、圧縮機の運転周波数が下限域付近になるまでに室外ファンの回転数を減少させることは記載されていない。そのため、圧縮機の運転周波数が下限域付近になるまでは、室外ファンの回転数が高い状態が維持され、室外ファンによる騒音の大きい状態が継続する、という問題があった。

【0005】

特許文献１と異なり、圧縮機の運転周波数を変化させることなく、室外ファンの回転数を減少させることで、室外ファンの騒音を迅速に低減する方法が考えられる。しかしながら、室外ファンの回転数を減少させていくと、ある段階で、圧縮機の保護のため、圧縮機の運転周波数の上限値が制限されてしまう。この場合、空気調和装置において、必要な空調能力が不足してしまう可能性がある、という問題があった。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、必要な空調能力を確保しつつ、室外ファンで発生する騒音を低減可能な空気調和装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る空気調和装置は、運転周波数を調整し、冷媒回路に流れる冷媒を圧縮する圧縮機と、回転数を調整し、冷媒の熱交換を行う室外熱交換器を冷却する室外ファンと、圧縮機の運転周波数および室外ファンの回転数を制御し、必要な空調能力を確保しつつ、室外ファンの回転数を優先的に下げて低騒音運転を実施する制御部と、を備える。制御部は、室内設定温度と室内機の室内吸い込み温度との差分から、必要な空調能力を確保するために運転周波数および回転数が規定された必要能力ラインの設定の有無を判定し、必要と判定した場合、空気調和装置の運転モードおよび外気温度に基づいて必要能力ラインを設定し、必要能力ラインで規定された運転周波数以上になるように圧縮機を制御し、必要能力ラインで規定された回転数以上になるように室外ファンを制御する。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る空気調和装置は、必要な空調能力を確保しつつ、室外ファンで発生する騒音を低減できる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る空気調和装置の構成例を示す図

【図2】本実施の形態に係る空気調和装置が備える防音材の例を示す第１の図

【図3】本実施の形態に係る空気調和装置が備える防音材の例を示す第２の図

【図4】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部が設定する必要能力ラインを示す図

【図5】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部が空気調和装置の運転モードおよび外気温度によって必要能力ラインを決定する動作を示すフローチャート

【図6】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部による圧縮機の運転周波数および室外ファンの回転数の遷移を示す図

【図7】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部による放熱板温度を用いた室外ファンの回転数の制御を示すフローチャート

【図8】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部による凝縮温度を用いた室外ファンの回転数の制御をフローチャート

【図9】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部による放熱板温度および凝縮温度に基づく室外ファンの回転数の制御を示す図

【図10】本実施の形態に係る空気調和装置での室外ファンによる騒音値の変化を示す図

【図11】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部が室外ファンの騒音を低減させた後に行う制御を示す図

【図12】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部による必要能力ラインの必要有無の判定を示すフローチャート

【図13】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部において空調能力が必要無いと判定したときの圧縮機の運転周波数および室外ファンの回転数の遷移を示す図

【図14】本実施の形態に係る空気調和装置の制御部において空調能力が必要無いと判定した後に空調能力が必要と判定したときの圧縮機の運転周波数の遷移を示す図

【図15】本実施の形態に係る空気調和装置が備える制御部を実現するハードウェア構成の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本開示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開示が限定されるものではない。

【0011】

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の構成例を示す図である。空気調和装置３０は、室外機３１と、室内機３２と、を備える。図１は、具体的には、空気調和装置３０において、室外機３１および室内機３２に跨る冷凍サイクルの構成を示している。室外機３１は、圧縮機１と、四方弁２と、室外ファン３と、室外熱交換器４と、膨張弁５と、配管７と、放熱板８と、放熱板温度センサ９と、室外二相管温度センサ１０と、室外液管温度センサ１１と、外気温度センサ１６と、制御部１７と、を備える。室内機３２は、室内熱交換器６と、配管７と、室内二相管温度センサ１２と、室内液管温度センサ１３と、室内設定温度記憶部１４と、室内吸い込み温度センサ１５と、を備える。空気調和装置３０では、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器４、膨張弁５、放熱板８、および室内熱交換器６が、配管７によって接続され、冷媒回路１８を構成している。

【0012】

圧縮機１は、制御部１７によるインバータ制御によって運転周波数が調整され、冷媒回路１８に流れる冷媒を圧縮する。四方弁２は、空気調和装置３０の運転モード、すなわち冷房および暖房の切り替え時に冷媒の流れる方向を変化させる。室外ファン３は、制御部１７の制御によって回転数が調整され、室外熱交換器４を冷却する。室外熱交換器４は、凝縮器および蒸発器として冷媒の熱交換を行う。膨張弁５は、冷媒の圧力を減少させる。放熱板８は、室外機３１の動作を制御する制御基板の熱を放出する役割を持つ。放熱板温度センサ９は、放熱板８の温度である放熱板温度を検知する。室外二相管温度センサ１０は、室外熱交換器４の温度を検知する。室外液管温度センサ１１は、液冷媒の温度を検知する。外気温度センサ１６は、室外機３１の周辺の外気温度を検知する。制御部１７は、圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数を制御し、空気調和装置３０の必要な空調能力を確保しつつ、室外ファン３の回転数を優先的に下げて低騒音運転を実施する。制御部１７は、前述の制御基板に搭載されていてもよい。

【0013】

室内熱交換器６は、凝縮器および蒸発器として冷媒の熱交換を行う。室内二相管温度センサ１２は、室内熱交換器６の温度を検知する。室内液管温度センサ１３は、液冷媒の温度を検知する。室内設定温度記憶部１４は、図示しないリモートコントローラなどによってユーザから設定された空気調和装置３０に対する所望の設定温度を記憶する。室内吸い込み温度センサ１５は、室内機３２の吸い込み口付近の室内吸い込み温度を検知する。

【0014】

空気調和装置３０は、圧縮機１の騒音対策として、図２に示すように圧縮機１に直接巻くタイプの防音材１９を備えていてもよいし、図３に示すように圧縮機１のある機械室内に沿って装着するタイプの防音材２０を備えていてもよい。図２は、本実施の形態に係る空気調和装置３０が備える防音材１９の例を示す図である。図３は、本実施の形態に係る空気調和装置３０が備える防音材２０の例を示す図である。図３（ａ）は、比較例として室外機３１が防音材２０を装着していない状態を示し、図３（ｂ）は、室外機３１が防音材２０を装着した状態を示している。

【0015】

図４は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７が設定する必要能力ラインを示す図である。図４において、横軸は圧縮機１の運転周波数を示し、縦軸は室外ファン３の回転数を示す。必要能力ラインとは、空気調和装置３０において必要な空調能力を確保するために圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数が規定されたものである。必要能力ラインは、空気調和装置３０の運転モードおよび外気温度の各条件によって内容が異なる。図４の例では、Ｋ１は冷房定格条件における必要能力ラインである冷房定格能力ラインを示し、Ｋ２は暖房定格条件における必要能力ラインである暖房定格能力ラインを示している。また、Ｋ３は冷房高外気条件における必要能力ラインである冷房高外気能力ラインを示し、Ｋ４は暖房低外気条件における必要能力ラインである暖房低外気能力ラインを示している。また、Ｋ５は冷房低外気条件における必要能力ラインである冷房低外気能力ラインを示し、Ｋ６は暖房高外気条件における必要能力ラインである暖房高外気能力ラインを示している。

【0016】

制御部１７は、各条件の必要能力ラインについて、予め記憶領域に設定した外気温度の条件毎の係数、外気温度に基づく圧縮機１の運転周波数、および室外ファン最大回転数を用いて、室外ファン３の各回転数に対する圧縮機１の運転周波数を次の式（１）によって算出して設定する。外気温度の条件毎の係数、および外気温度に基づく圧縮機１の運転周波数については、例えば、ユーザまたは空気調和装置３０の製造者などが、各外気温度の条件下での実機試験によって得られた実測値に基づいて決定する。

【0017】

圧縮機１の運転周波数＝外気温度の条件毎の係数×（室外ファン回転数－室外ファン最大回転数）＋外気温度の条件毎の圧縮機１の運転周波数 …（１）

【0018】

制御部１７が、空気調和装置３０の運転モードおよび外気温度センサ１６で検知された外気温度によって必要能力ラインを決定する方法について説明する。空気調和装置３０の運転モードについては、一例として、冷房および暖房の２つとする。図５は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７が空気調和装置３０の運転モードおよび外気温度によって必要能力ラインを決定する動作を示すフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートにおいて、低外気冷房閾値、高外気冷房閾値、低外気暖房閾値、および高外気暖房閾値については、ユーザまたは空気調和装置３０の製造者などが、予め実施した試験結果から各閾値を決定し、制御部１７に設定されているものとする。

【0019】

制御部１７は、空気調和装置３０の運転モードが冷房または暖房かを判定する（ステップＳ１０１）。冷房の場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御部１７は、外気温度と低外気冷房閾値とを比較する（ステップＳ１０２）。外気温度≦低外気冷房閾値の場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１７は、必要能力ラインとして冷房低外気能力ラインＫ５を設定する（ステップＳ１０３）。低外気冷房閾値＜外気温度の場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部１７は、外気温度と高外気冷房閾値とを比較する（ステップＳ１０４）。低外気冷房閾値＜外気温度≦高外気冷房閾値の場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御部１７は、必要能力ラインとして冷房定格能力ラインＫ１を設定する（ステップＳ１０５）。高外気冷房閾値＜外気温度の場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、制御部１７は、必要能力ラインとして冷房高外気能力ラインＫ３を設定する（ステップＳ１０６）。

【0020】

暖房の場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御部１７は、外気温度と低外気暖房閾値とを比較する（ステップＳ１０７）。外気温度≦低外気暖房閾値の場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御部１７は、必要能力ラインとして暖房低外気能力ラインＫ４を設定する（ステップＳ１０８）。低外気暖房閾値＜外気温度の場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御部１７は、外気温度と高外気暖房閾値とを比較する（ステップＳ１０９）。低外気暖房閾値＜外気温度≦高外気暖房閾値の場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、制御部１７は、必要能力ラインとして暖房定格能力ラインＫ２を設定する（ステップＳ１１０）。高外気暖房閾値＜外気温度の場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、制御部１７は、必要能力ラインとして暖房高外気能力ラインＫ６を設定する（ステップＳ１１１）。

【0021】

図６は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７による圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数の遷移を示す図である。ここでは、一例として、空気調和装置３０の運転モードが冷房、かつ外気温度は定格条件で運転したときのグラフを示しているため、図６に示すＬ１の必要能力ラインは冷房定格能力ラインＫ１となる。

【0022】

また、図６は、圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数と、騒音値の大きさとの関係を示している。領域Ｆ１は、圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数がともに高いため、騒音値が大きい領域となる。領域Ｆ２は、圧縮機１の運転周波数は小さいが、室外ファン３の回転数が高いため、騒音値が中程度の領域となる。領域Ｆ３は、圧縮機１の運転周波数は大きいが、防音材１９，２０などにより騒音が低減されており、室外ファン３の回転数が少し低い状態にあるため、騒音値が中程度の領域となる。領域Ｆ４は、圧縮機１の運転周波数が低く、室外ファン３の回転数も少し低い状態にあるため、騒音値が小さい領域となる。領域Ｆ５は、室外ファン３の回転数は低いが、圧縮機１の運転周波数が大きいため、騒音値が中程度の領域となる。領域Ｆ６は、圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数がともに低いため、騒音値は小さい領域となる。

【0023】

図６において、Ｌ２は、空気調和装置３０が定常運転に入ったタイミングのポイント、すなわち圧縮機１の運転周波数、および室外ファン３の回転数を示す。なお、本実施の形態では、制御部１７は、空気調和装置３０の起動後の一定時間は騒音低減のための制御は行わず、定常運転に入ったタイミングで騒音低減のための制御を開始する。空気調和装置３０では、圧縮機１の起動初期は安全運転範囲から外れないよう決められた制御を行うためである。制御部１７は、空気調和装置３０が定常運転に入ったＬ２を開始ポイントとしたとき、Ｌ３に示すように室外ファン３の回転数を変化させる、すなわち減少させる制御を行う。

【0024】

制御部１７は、Ｌ３に示す室外ファン３の回転数の変化について、放熱板温度センサ９で検知された放熱板温度、および凝縮温度を用いて判定する。ここで、凝縮温度は、空気調和装置３０の運転モードが冷房の場合、室外二相管温度センサ１０および室外液管温度センサ１１で検知された温度のうち高い方の温度とする。また、凝縮温度は、空気調和装置３０の運転モードが暖房の場合、室内二相管温度センサ１２および室内液管温度センサ１３で検知された温度のうち高い方の温度とする。すなわち、凝縮温度は、空気調和装置３０の運転モードによって規定された、室内機３２または室外機３１に設置された温度センサで検知された温度である。

【0025】

まず、制御部１７は、放熱板温度センサ９で検知された放熱板温度を用いて、室外ファン３の回転数のダウン、維持、またはアップを判定する。図７は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７による放熱板温度を用いた室外ファン３の回転数の制御を示すフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートにおいて、第１のファン回転数ダウン閾値、および第１のファン回転数アップ閾値は、ユーザまたは空気調和装置３０の製造者などが、予め実施した試験結果から閾値を決定し、制御部１７に設定されているものとする。制御部１７は、放熱板温度と第１のファン回転数ダウン閾値とを比較する（ステップＳ２０１）。放熱板温度＜第１のファン回転数ダウン閾値の場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御部１７は、第１のファン回転数ダウン状態と判定する（ステップＳ２０２）。第１のファン回転数ダウン閾値≦放熱板温度の場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、制御部１７は、放熱板温度と第１のファン回転数アップ閾値とを比較する（ステップＳ２０３）。第１のファン回転数ダウン閾値≦放熱板温度＜第１のファン回転数アップ閾値の場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、制御部１７は、第１のファン回転数維持状態と判定する（ステップＳ２０４）。第１のファン回転数アップ閾値≦放熱板温度の場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、制御部１７は、第１のファン回転数アップ状態と判定する（ステップＳ２０５）。なお、制御部１７は、この時点では、室外ファン３の回転数は変化させない。

【0026】

つぎに、制御部１７は、凝縮温度を用いて、室外ファン３の回転数のダウン、維持、またはアップを判定する。図８は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７による凝縮温度を用いた室外ファン３の回転数の制御を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートにおいて、第２のファン回転数ダウン閾値、および第２のファン回転数アップ閾値は、ユーザまたは空気調和装置３０の製造者などが、予め実施した試験結果から閾値を決定し、制御部１７に設定されているものとする。制御部１７は、凝縮温度と第２のファン回転数ダウン閾値とを比較する（ステップＳ３０１）。凝縮温度＜第２のファン回転数ダウン閾値の場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、制御部１７は、第２のファン回転数ダウン状態と判定する（ステップＳ３０２）。第２のファン回転数ダウン閾値≦凝縮温度の場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、制御部１７は、凝縮温度と第２のファン回転数アップ閾値とを比較する（ステップＳ３０３）。第２のファン回転数ダウン閾値≦凝縮温度＜第２のファン回転数アップ閾値の場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、制御部１７は、第２のファン回転数維持状態と判定する（ステップＳ３０４）。第２のファン回転数アップ閾値≦凝縮温度の場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、制御部１７は、第２のファン回転数アップ状態と判定する（ステップＳ３０５）。

【0027】

制御部１７は、放熱板温度を用いて得られた、第１のファン回転数ダウン状態、または第１のファン回転数維持状態、または第１のファン回転数アップ状態の判定結果を図９に当てはめ、凝縮温度を用いて得られた、第２のファン回転数ダウン状態、または第２のファン回転数維持状態、または第２のファン回転数アップ状態の判定結果を図９に当てはめる。図９は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７による放熱板温度および凝縮温度に基づく室外ファン３の回転数の制御を示す図である。制御部１７は、各判定結果を図９に当てはめた結果から、ファン回転数ダウン、またはファン回転数維持、ファン回転数アップを決定する。図９の例では、第１のファン回転数ダウン状態かつ第２のファン回転数ダウン状態の場合、ファン回転数ダウンとする。また、第１のファン回転数アップ状態または第２のファン回転数アップ状態の場合、および第１のファン回転数アップ状態かつ第２のファン回転数アップ状態の場合、ファン回転数アップとする。その他の場合、ファン回転数維持とする。制御部１７は、ファン回転数ダウンの場合、室外ファン３の回転数の上限値を規定数減少させる。制御部１７は、ファン回転数維持の場合、室外ファン３の回転数の現在の上限値を維持する。制御部１７は、ファン回転数アップの場合、室外ファン３の回転数の上限値を規定数増加させる。

【0028】

制御部１７は、図７から図９に示す動作によって、図６のＬ３に示す室外ファン３の回転数の変化を実現する。制御部１７は、図７から図９に示す動作を規定された時間間隔で繰り返し実施する。制御部１７は、図６のＬ３の動作によって室外ファン３の回転数の上限値を減少させていくと、図６に示すＬ４のように凝縮温度過昇防止制限が働き、圧縮機１の運転周波数を減少させる。制御部１７がＬ３およびＬ４の動作を繰り返し実施することによって、空気調和装置３０では、Ｌ１の必要能力ラインに達したポイントＬ５において、圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数が安定する。

【0029】

このように、本実施の形態において、制御部１７は、図６に示すように圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数を制御することによって、特許文献１の制御と比較して、騒音値が大きい領域Ｆ１に滞在する時間を短くすることができる。図１０は、本実施の形態に係る空気調和装置３０での室外ファン３による騒音値の変化を示す図である。図１０において、横軸は時間を示し、縦軸は騒音値を示す。図１０において、Ｐ１の破線は比較例として特許文献１の制御による騒音値の遷移を示し、Ｐ２は本実施の形態の制御部１７の制御による空気調和装置３０の騒音値の遷移を示している。図１０において、Ｐ３の領域が騒音値の差分を示している。Ｐ２、すなわち本実施の形態では、室外ファン３の回転数を迅速に減少させて、騒音値が高い時間を短く抑えられていることが分かる。

【0030】

制御部１７は、図６示すようにＬ５まで遷移させた後は、図１１に示すように同じ領域内での遷移を繰り返し実施する。図１１は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７が室外ファン３の騒音を低減させた後に行う制御を示す図である。まず、制御部１７は、Ｌ５のポイントにおいて、空調能力が必要と判定した場合、Ｑ１に示すように圧縮機１の運転周波数を増加させる。その後、制御部１７は、前述のように室外ファン３の回転数の変化を判定し、Ｑ２に示すように室外ファン３の回転数を遷移させる。つぎに、制御部１７は、凝縮温度過昇防止制限によってＱ３に示すように圧縮機１の運転周波数を減少させる。制御部１７は、圧縮機１の運転周波数の減少に伴い、室外ファン３の回転数変化を判定し、Ｑ４に示すように室外ファン３の回転数を変化させる。制御部１７は、図１１に示すように、必要能力ライン付近で圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数を遷移させることによって、必要最低限の室外ファン３の回転数にて空気調和装置３０の運転を継続させることができる。このように、制御部１７は、室外放熱板温度と凝縮温度とに基づいて、室外ファン３の上限回転数を変化させ、室外ファン３の回転数を制御する。制御部１７は、室外ファン３の上限回転数を減少させた場合、圧縮機１の運転周波数を減少させる。

【0031】

つぎに、制御部１７が、必要能力ラインを設定または解除する方法について説明する。制御部１７は、必要能力ラインについて、空調能力の必要有無によって設定または解除する。図１２は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７による必要能力ラインの必要有無の判定を示すフローチャートである。まず、制御部１７は、室内設定温度記憶部１４に記憶されている室内設定温度と、室内吸い込み温度センサ１５で検知された室内吸い込み温度との差分の絶対値ΔＴｊを算出する（ステップＳ４０１）。制御部１７は、算出した差分の絶対値ΔＴｊを記憶する。制御部１７は、１分前の差分の絶対値ΔＴｊと現在の差分の絶対値ΔＴｊとの差分ΔＦｊを算出する（ステップＳ４０２）。制御部１７は、ΔＦｊ＞０の場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、空調能力必要有りと判定し、必要能力ラインを設定する（ステップＳ４０４）。必要能力ラインを設定する方法は、前述の通りである。制御部１７は、ΔＦｊ≦０の場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、空調能力必要無しと判定し、必要能力ラインを設定しない（ステップＳ４０５）。

【0032】

このように、制御部１７は、室内設定温度と室内機３２の室内吸い込み温度との差分から、必要能力ラインの設定の有無を判定する。制御部１７は、必要能力ラインの設定が必要と判定した場合、空気調和装置３０の運転モードおよび外気温度に基づいて必要能力ラインを設定する。制御部１７は、必要能力ラインで規定された運転周波数以上になるように圧縮機１を制御し、必要能力ラインで規定された回転数以上になるように室外ファン３を制御する。

【0033】

空調能力が必要無い場合の制御部１７による圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数の遷移について説明する。図１３は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７において空調能力が必要無いと判定したときの圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数の遷移を示す図である。制御部１７は、図１３に示すように、Ｌ１の必要能力ラインによる下限値を設けないため、Ｒ２に示すようにＬ５を初期ポイントとして室外ファン３の回転数を減少させ、さらに、Ｒ３に示すように圧縮機１の運転周波数を減少させることができる。

【0034】

図１４は、本実施の形態に係る空気調和装置３０の制御部１７において空調能力が必要無いと判定した後に空調能力が必要と判定したときの圧縮機１の運転周波数の遷移を示す図である。制御部１７は、Ｒ４を初期ポイントとしたとき、Ｌ１の必要能力ラインが設定されると、必要能力ラインＬ１で圧縮機１の運転周波数の下限値を設定し、Ｒ５に示すように、必要能力ラインＬ１で示される下限値を超えるように、圧縮機１の運転周波数を遷移、すなわち増加させる。その後、制御部１７は、図１１に示すような圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数の遷移を実施する。

【0035】

このように、制御部１７は、必要能力ラインの設定および解除を行うことで、空調能力が必要無い場合に過剰な空調能力による運転をすることがなく、必要最低限の空調能力での空気調和装置３０の運転が可能となる。

【0036】

つづいて、空気調和装置３０が備える制御部１７のハードウェア構成について説明する。図１５は、本実施の形態に係る空気調和装置３０が備える制御部１７を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。制御部１７は、プロセッサ２０１およびメモリ２０２により実現される。

【0037】

プロセッサ２０１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、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）、またはシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）である。メモリ２０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）といった不揮発性または揮発性の半導体メモリを例示できる。またメモリ２０２は、これらに限定されず、磁気ディスク、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）でもよい。

【0038】

以上説明したように、本実施の形態によれば、空気調和装置３０において制御部１７は、室外ファン３の回転数を優先的に減少させ、図６に示す領域Ｆ１のように騒音値が大きい領域に滞在しないよう制御することで、室外ファン３の騒音を低減することができる。このとき、制御部１７は、必要に応じで必要能力ラインを設定する。制御部１７は、圧縮機１の運転周波数および室外ファン３の回転数が必要能力ラインを下回らないよう空気調和装置３０を運転することで、低騒音を優先したことによって空調能力が不足する事態を回避することができる。

【0039】

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】

【0040】

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外ファン、４ 室外熱交換器、５ 膨張弁、６ 室内熱交換器、７ 配管、８ 放熱板、９ 放熱板温度センサ、１０ 室外二相管温度センサ、１１ 室外液管温度センサ、１２ 室内二相管温度センサ、１３ 室内液管温度センサ、１４ 室内設定温度記憶部、１５ 室内吸い込み温度センサ、１６ 外気温度センサ、１７ 制御部、１８ 冷媒回路、１９，２０ 防音材、３０ 空気調和装置、３１ 室外機、３２ 室内機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】