WO2016132466A1 - 空気調和システム - Google Patents

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thermostat
inverter
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孝雄 長江
亮 大矢
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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system.
  • an air-conditioning system configured to inverter-control a compressor so that the indoor temperature approaches an optimum temperature.
  • Such an air conditioning system is configured to control the operation of the compressor based on the room temperature, the blowing temperature, the suction pressure and the discharge pressure of the compressor, etc. after setting the set temperature. That is, the general air conditioning system is configured to detect at least one of the blowout temperature, the compressor suction pressure and the discharge pressure in addition to the room temperature, and these detection values are Operation control of the compressor is performed so as to approach a preset target value.
  • the set temperature is set by remote control, and the set temperature, room temperature, blow-out temperature, compressor suction pressure and discharge pressure are signal processed in the control device of the air conditioning system. Thereafter, an inverter control signal is output from the control device to the compressor.
  • a thermostat hereinafter referred to as a local thermostat
  • the local thermostat is configured to detect a room temperature, compare the detected room temperature with a set temperature, and output a signal that instructs the controller to turn the compressor on or off according to the comparison result. ing.
  • the local thermostat only transmits a compressor ON or OFF signal to a control device that controls the operation of the compressor. For this reason, the local thermostat frequently sends a compressor ON or OFF signal to bring the room temperature closer to the set temperature, and the compressor is repeatedly operated and stopped to increase the power consumption of the air conditioning system. There was a problem that. Further, since the compressor is repeatedly operated and stopped, there is a problem that it is difficult to keep the room temperature constant and the comfort is impaired.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an air conditioning system capable of suppressing power consumption and maintaining a constant room temperature.
  • An air conditioning system includes a refrigerant circuit in which a compressor, a heat source side heat exchanger, an expansion device, and a load side heat exchanger are sequentially connected via a pipe, an inverter that drives the compressor, and an indoor temperature
  • An indoor temperature detector that detects a thermostat ON signal and a thermostat OFF signal, and a control device that controls the inverter according to the thermostat ON signal and the thermostat OFF signal.
  • the controller estimates the indoor temperature as the set temperature, and the difference between the indoor temperature and the set temperature is within a certain range.
  • FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram showing an example of a circuit configuration of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the air conditioning system 100 includes an outdoor unit 1 and an indoor unit 2, and the compressor 5 is controlled by a local thermostat 20.
  • the outdoor unit 1 and the indoor unit 2 are connected by a refrigerant main pipe 3 and a refrigerant main pipe 7.
  • a compressor 5, a switching valve 8 such as a four-way valve, and a heat source side heat exchanger 6 are connected and mounted via a refrigerant pipe 4.
  • the outdoor unit 1 is equipped with a blower 9 and an outdoor temperature detector 15.
  • the compressor 5 sucks in a low-temperature and low-pressure refrigerant and compresses the refrigerant into a high-temperature and high-pressure state, and is composed of, for example, an inverter compressor capable of capacity control.
  • a blower 9 is provided in the vicinity of the heat source side heat exchanger 6, and the blower 9 blows air to the heat source side heat exchanger 6.
  • the heat source side heat exchanger 6 functions as a condenser during cooling operation, functions as an evaporator during heating operation, and performs heat exchange between air supplied from a blower 9 such as a fan and a refrigerant, for example. is there.
  • the switching valve 8 switches a refrigerant flow in a cooling operation mode, which will be described later, and a refrigerant flow in a heating operation mode.
  • the outdoor temperature detector 15 is composed of, for example, a thermistor and detects the outdoor air temperature.
  • the indoor unit 2 is equipped with a blower 12, a load side heat exchanger 10, a throttle device 11, a control device 13, an indoor temperature detector 14, and an inverter 16.
  • the indoor unit 2 is connected to the outdoor unit 1 via the refrigerant main pipe 3 and the refrigerant main pipe 7 so that the refrigerant flows in or out.
  • the compressor 5, the heat source side heat exchanger 6, the expansion device 11, and the load side heat exchanger 10 are sequentially connected via the pipes to constitute the refrigerant circuit of the air conditioning system 100.
  • the load-side heat exchanger 10 performs heat exchange between air supplied from an air blower 12 such as a fan and a refrigerant, and generates heating air or cooling air to be supplied to an indoor space.
  • the expansion device 11 has a function as a pressure reducing valve or an expansion valve, expands the refrigerant by depressurizing it, and is preferably constituted by a device whose opening degree can be variably controlled, for example, an electronic expansion valve.
  • the indoor temperature detector 14 is composed of, for example, a thermistor, and detects the indoor air temperature.
  • the control device 13 is constituted by, for example, a microcomputer, and reads indoor temperature information from the indoor temperature detector 14 and reads outdoor temperature information from the outdoor temperature detector 15. Further, the control device 13 controls the inverter 16 based on an instruction from the local thermostat 20 described later, and controls the output frequency of the compressor 5 and the rotational speed of the blower 9 of the heat source side heat exchanger 6. Further, the control device 13 controls the switching of the switching valve 8, the opening degree of the expansion device 11, and the like, and executes a cooling operation mode and a heating operation mode which will be described later. The inverter 16 drives the compressor 5 based on a command from the control device 13.
  • the local thermostat 20 is a device in which the control function of the thermostat and the compressor 5 is added to the remote controller.
  • the local thermostat 20 compares the room temperature detected by the thermostat with the set temperature. Then, an ON or OFF signal of the compressor 5 is transmitted to the control device 13 according to the comparison result.
  • the control device 13 operates the compressor 5 when receiving an ON signal of the compressor 5 and stops the compressor 5 when receiving an OFF signal of the compressor 5.
  • the operation of controlling or stopping the compressor 5 by the local thermostat 20 is referred to as local thermostat control.
  • the control device 13 In the local thermostat control, since the local thermostat 20 does not transmit the information on the set temperature of the room temperature to the control device 13, the control device 13 cannot receive the magnitude information of the air conditioning load. For this reason, when the control device 13 receives the ON signal of the compressor 5, the control device 13 controls the compressor 5 at the maximum frequency operation (MAX-Hz operation), and the compressor 5 OFF signal. Can be executed only to control the compressor 5 to stop.
  • the ON signal of the compressor 5 corresponds to the “thermostat ON signal” in the present invention.
  • the OFF signal of the compressor 5 corresponds to the “thermostat OFF signal” in the present invention.
  • FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is in the cooling operation mode.
  • the switching valve 8 in the cooling operation mode, the switching valve 8 is in a state where the first port 8a and the second port 8b communicate with each other, and the third port 8c and the fourth port 8d communicate with each other. It becomes. In this way, the refrigerant flows in the direction indicated by the solid arrow in FIG.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 5 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 5 flows into the heat source side heat exchanger 6 through the switching valve 8.
  • the high-temperature high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat source side heat exchanger 6 condenses while dissipating heat to the outdoor air, and becomes high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 6 flows out of the outdoor unit 1, passes through the refrigerant main pipe 7, and flows into the indoor unit 2.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the indoor unit 2 is reduced to a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant by the expansion device 11 and then flows into the load-side heat exchanger 10 that acts as an evaporator.
  • the low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant cools the room air by absorbing heat from the room air, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 10 passes through the refrigerant main pipe 3 and flows into the outdoor unit 1.
  • the refrigerant flowing into the outdoor unit 1 passes through the switching valve 8 and is sucked into the compressor 5.
  • the cooling operation mode is performed by circulating the refrigerant in this way.
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is in the heating operation mode.
  • the switching valve 8 in the heating operation mode, the switching valve 8 is in a state where the first port 8a and the third port 8c communicate with each other, and the second port 8b and the fourth port 8d communicate with each other. It becomes. In this way, the refrigerant flows in the direction indicated by the solid arrow in FIG.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 5 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 5 flows into the indoor unit 2 through the refrigerant main pipe 3 via the switching valve 8.
  • the high-temperature high-pressure gas refrigerant that has flowed into the indoor unit 2 radiates heat to the room air in the load-side heat exchanger 10, becomes high-pressure liquid refrigerant, and flows into the expansion device 11.
  • the refrigerant flows out of the indoor unit 2, passes through the refrigerant main pipe 7, and flows into the outdoor unit 1.
  • the low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 becomes low-temperature and low-pressure gas refrigerant by absorbing heat from the outdoor air in the heat source side heat exchanger 6.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant exiting the heat source side heat exchanger 6 passes through the switching valve 8 and is sucked into the compressor 5.
  • heating operation mode is performed because a refrigerant
  • coolant circulates.
  • FIG. 4 is a graph showing a change in room temperature in the conventional local thermostat control.
  • the air conditioning system 100 has a cooling operation mode and a heating operation mode.
  • local thermostat control of the air conditioning system 100 in the cooling operation mode will be described as an example.
  • the vertical axis represents room temperature
  • the horizontal axis represents time.
  • a set temperature A 1 and a reference temperature A 2 for transmitting the ON signal of the compressor 5 are set.
  • the control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 from the local thermostat 20, and thus causes the compressor 5 to perform maximum frequency operation.
  • the room temperature is lowered from A2 to the set temperature A1.
  • the control device 13 stops the operation of the compressor 5 because it receives the OFF signal of the compressor 5 from the local thermostat 20.
  • the room temperature is warmed by the outside air or the like, and increases from the set temperature A1 to A2.
  • the control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 from the local thermostat 20, and therefore causes the compressor 5 to perform maximum frequency operation.
  • the operation of the compressor 5 causes the room temperature to drop from A2 to the set temperature A1.
  • the room temperature rises to A2 in order to stop the compressor 5 after the room temperature reaches the set temperature A1. Therefore, the room temperature cannot be kept constant at the set temperature A1. Therefore, after reaching the set temperature A1, it is necessary to maintain the room temperature at the set temperature A1 by performing inverter control described later.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the control operation of the control device 13 during the local thermostat control of FIG.
  • the control operation of the control device 13 will be described based on the steps of FIG. 5 with reference to FIG.
  • Step S11 The control device 13 starts the operation of the compressor 5. Thereafter, the process proceeds to step S12.
  • Step S12 The control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 and causes the compressor 5 to perform the maximum frequency operation. Thereafter, the process proceeds to step S13.
  • Step S13 The control device 13 determines whether the room temperature has reached the set temperature A1. If the room temperature reaches the set temperature A1, the process proceeds to step S14. Otherwise, the process proceeds to step S13.
  • Step S14 The control device 13 receives the OFF signal of the compressor 5 and stops the operation of the compressor 5. Thereafter, the process proceeds to step S15.
  • Step S15 The control device 13 determines whether the room temperature has reached A2. When the room temperature reaches A2, the process proceeds to step S12. Otherwise, the process proceeds to step S15.
  • FIG. 6 is a graph showing a room temperature change in the local thermostat control and the inverter control according to the first embodiment of the present invention.
  • the air conditioning system 100 has a cooling operation mode and a heating operation mode.
  • local thermostat control of the air conditioning system 100 in the cooling operation mode will be described as an example.
  • the vertical axis of the graph represents room temperature and the horizontal axis represents time.
  • the local thermostat 20 is set with a set temperature A1 and a temperature A2 for transmitting an ON signal of the compressor 5.
  • the control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 from the local thermostat 20, and therefore controls the inverter 16 to cause the compressor 5 to perform the maximum frequency operation.
  • the room temperature is lowered from A2 to the set temperature A1.
  • the control device 13 receives an OFF signal of the compressor 5 from the local thermostat 20. Then, simultaneously with the reception of the OFF signal, the control device 13 shifts from local thermostat control to inverter control, and continues inverter control until time T5. That is, the control device 13 controls the inverter 16 to output the output frequency of the compressor 5 so that the difference between the room temperature and the set temperature A1 is maintained within the reference range between the time T4 and the time T5. To control.
  • the operation of the compressor 5 at this output frequency is referred to as minimum frequency operation (min-Hz operation).
  • control device 13 cannot receive the set temperature A1 information from the local thermostat 20, but reads the indoor temperature information from the indoor temperature detector 14 and determines the indoor temperature when the OFF signal of the compressor 5 is received. Inverter control is performed by estimating the set temperature A1.
  • the inverter control is shifted to the local thermostat control.
  • the first condition is when the room temperature exceeds the allowable temperature difference ⁇ from the set temperature A1.
  • the second condition is a case where the time during which the inverter control is performed exceeds the set operation time ⁇ T.
  • the third condition is when an ON signal is transmitted from the local thermostat 20 to the control device 13.
  • the allowable temperature difference ⁇ and the set operation time ⁇ T are stored in the control device 13 in advance.
  • the control device 13 shifts from inverter control to local thermostat control.
  • the control device 13 stops the compressor 5 when receiving the OFF signal of the compressor 5 after the transition of the local thermostat control, and operates the compressor 5 at the maximum frequency when receiving the ON signal of the compressor 5.
  • Control to do the control device 13 receives the OFF signal of the compressor 5 from the local thermostat 20, and therefore controls the inverter 16 to stop the operation of the compressor 5.
  • the room temperature rises from A1 to A2 due to the operation stop of the compressor 5, and the local thermostat 20 transmits an ON signal of the compressor 5 to the control device 13 at time T6 when the room temperature reaches A2.
  • the control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 from the local thermostat 20, and therefore controls the inverter 16 to perform the maximum frequency operation of the compressor 5. .
  • the room temperature is lowered from A2 to A1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the control operation of the control device 13 at the time of local thermostat control and inverter control of FIG.
  • the control operation of the control device 13 will be described based on the steps of FIG. 7 with reference to FIG.
  • Step S21 The control device 13 starts the operation of the compressor 5. Thereafter, the process proceeds to step S22.
  • Step S22 The control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 and causes the compressor 5 to perform the maximum frequency operation (start of local thermostat control). Thereafter, the process proceeds to step S23.
  • Step S23 The control device 13 determines whether the room temperature has reached the set temperature A1. If the room temperature reaches the set temperature A1, the process proceeds to step S24. Otherwise, the process proceeds to step S23.
  • Step S24 The control device 13 receives the OFF signal of the compressor 5 and performs the minimum frequency operation of the compressor 5 (start of inverter control). Thereafter, the process proceeds to step S25.
  • Step S25 The control device 13 determines whether the room temperature is within the allowable temperature difference ⁇ with respect to the set temperature A1. When the room temperature is within the allowable temperature difference ⁇ with respect to the set temperature A1, the process proceeds to step S26. Otherwise, the process proceeds to step S28.
  • Step S26 The control device 13 stops the operation of the compressor 5. Thereafter, the process proceeds to step S27.
  • Step S27 The control device 13 determines whether the room temperature has reached A2. When the room temperature reaches A2, the process proceeds to step S22. Otherwise, the process proceeds to step S27.
  • Step S28 The control device 13 determines whether the time during which the inverter 16 is being controlled has passed the set operation time ⁇ T. When the time during which the inverter 16 is controlled has passed the set operation time ⁇ T, the process proceeds to step S26. Otherwise, the process proceeds to step S29.
  • Step S29 The control device 13 determines whether an ON signal is transmitted from the local thermostat 20 to the control device 13. When the ON signal is transmitted from the local thermostat 20 to the control device 13, the process proceeds to step S22. Otherwise, the process proceeds to step S25.
  • the room temperature information read from the room temperature detector 14 is estimated as the set temperature A1, and the local thermostat control is shifted to the inverter control. By doing in this way, it can prevent that the operation
  • the following three effects can be obtained by setting the three conditions for shifting from the inverter control described above to the local thermostat control.
  • the first effect is that even when the room temperature deviates from the allowable temperature difference ⁇ with respect to the set temperature A1, the room temperature is quickly returned to the set temperature A1 by shifting from the inverter control to the local thermostat control. Can do.
  • the second effect is that even if the set temperature A1 is changed by the local thermostat 20 during the inverter control, after the set operation time ⁇ T has elapsed, the process shifts to the local thermostat control.
  • the air conditioning system 100 can be operated.
  • the third effect is that when the control device 13 receives the ON signal of the compressor 5 during inverter control, the change of the set temperature A1 or the range of the allowable temperature difference ⁇ with respect to the set temperature A1 with respect to the set temperature A1. It is thought that it exceeded. For this reason, it can transfer to local thermostat control and control which makes room temperature close to preset temperature A1 can be performed.
  • the local thermostat control and the inverter control in the cooling operation mode of the air conditioning system 100 have been described.
  • the present invention is not limited to this, and the above control can be performed in the heating operation mode. Is possible.
  • the air conditioning system 100 that performs both the cooling operation mode and the heating operation mode has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the air that performs only the cooling operation mode or only the heating operation mode.
  • the above-described control can be performed for the harmony system 100 as well. The same applies to the second embodiment described later.
  • Embodiment 2 Since the basic configuration of the air-conditioning system 100 according to the second embodiment is the same as that of the air-conditioning system 100 according to the first embodiment, hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. explain. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the set operation time ⁇ T for performing inverter control is variable.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the difference between the outdoor temperature and the room temperature according to Embodiment 2 of the present invention and the set operation time.
  • the air conditioning system 100 has a cooling operation mode and a heating operation mode.
  • setting of the set operation time ⁇ T in the cooling operation mode will be described as an example.
  • the vertical axis of the graph represents the set operation time ⁇ T
  • the horizontal axis represents the difference between the outdoor temperature and the indoor temperature.
  • the influence of the outdoor temperature on the indoor temperature can be suppressed by setting the setting operation time ⁇ T for performing the inverter control to be longer as the difference between the outdoor temperature and the indoor temperature is larger.

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Abstract

　消費電力を抑制し、室温を一定に保つことができる空気調和システム（１００）を得ることを目的とする。圧縮機（５）、熱源側熱交換器（６）、絞り装置（１１）及び負荷側熱交換器（１０）が配管を介して順次接続された冷媒回路と、圧縮機（５）を駆動させるインバータ（１６）と、室内温度を検出する室内温度検出器（１４）と、サーモスタットＯＮ信号及びサーモスタットＯＦＦ信号を受信し、サーモスタットＯＮ信号及びサーモスタットＯＦＦ信号に応じてインバータ（１６）を制御する制御装置（１３）と、を備え、制御装置（１３）は、サーモスタットＯＦＦ信号を受信したときに、そのときの室内温度を設定温度と推定し、室内温度と設定温度との差が基準の範囲内に保たれるようにインバータ（１６）の出力周波数を制御する。

Description

空気調和システム
　本発明は、空気調和システムに関するものである。
　従来から、室内の温度を最適な温度に近づけるように、圧縮機をインバータ制御するように構成された空気調和システムが知られている。このような空気調和システムでは、設定温度を設定した上で、室内温度、吹き出し温度、圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力等に基づいて、圧縮機の運転制御を行うように構成されている。すなわち、一般的な空気調和システムでは、室内温度の他に、上記の吹き出し温度、圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力などの少なくとも１つを検出するように構成されていて、これらの検出値が、予め設定された目標値に近づくように圧縮機の運転制御が行われている。なお、一般的に、上記設定温度の設定は、リモコン操作によって行われ、設定温度、室内温度、吹き出し温度、圧縮機の吸入圧力及び吐出圧力は、空気調和システムの制御装置内で信号処理された後、制御装置から圧縮機に対してインバータ制御信号が出力されるように構成されている。
　このように、日本などで普及している空気調和システムでは、圧縮機のインバータ制御を行う構成が知られているが、北米などで普及している空気調和システムにおいては、空気調和システムとは別売りのリモコンにコントローラの機能が付いたサーモスタット（以下、ローカルサーモスタットと称す。）を設けているのが一般的である。このローカルサーモスタットは、室内温度を検出すると共に、検出された室内温度と設定温度を比較し、その比較結果に応じて制御装置へ圧縮機のＯＮ又はＯＦＦを指示する信号を出力するように構成されている。
　ところで、上述のようにローカルサーモスタットを備えた北米の空気調和システムでは、ローカルサーモスタットから出力される信号が圧縮機のＯＮ又はＯＦＦを指示する信号のみであるため、圧縮機の適切な制御を行うことができない。そこで、従来より、ローカルサーモスタットから出力される圧縮機のＯＮ又はＯＦＦの信号の切り替えの頻度に応じて圧縮機の制御を行う空気調和システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００８－１１６０６８号公報
　特許文献１に開示された空気調和システムでは、ローカルサーモスタットは圧縮機のＯＮ又はＯＦＦの信号を圧縮機の運転制御を行う制御装置に送信するのみである。このため、ローカルサーモスタットが室温を設定温度に近づけるために頻繁に圧縮機のＯＮ又はＯＦＦの信号を送信し、圧縮機の運転及び停止が繰り返されることで、空気調和システムの消費電力が増大してしまうという問題があった。また、圧縮機の運転及び停止が繰り返されることで、室温を一定に保つことが難しく、快適性が損なわれるという問題があった。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、消費電力を抑制し、室温を一定に保つことができる空気調和システムを得ることを目的とする。
　本発明に係る空気調和システムは、圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置及び負荷側熱交換器が配管を介して順次接続された冷媒回路と、前記圧縮機を駆動させるインバータと、室内温度を検出する室内温度検出器と、サーモスタットＯＮ信号及びサーモスタットＯＦＦ信号を受信し、前記サーモスタットＯＮ信号及び前記サーモスタットＯＦＦ信号に応じて前記インバータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記サーモスタットＯＦＦ信号を受信したときに、そのときの前記室内温度を設定温度と推定し、前記室内温度と前記設定温度との差が基準の範囲内に保たれるように前記インバータの出力周波数を制御するものである。
　本発明によれば、空気調和システムの圧縮機を制御する制御装置が、サーモスタットＯＦＦ信号を受信した際に、室内温度を設定温度と推定し、室内温度と設定温度との差が一定範囲内に保たれるようにインバータの出力周波数を制御することで、消費電力を抑制し、室温を一定に保つことができる空気調和システムを得ることができる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 従来のローカルサーモスタット制御における室温変化を表すグラフである。 図４のローカルサーモスタット制御時の制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るローカルサーモスタット制御及びインバータ制御における室温変化を表すグラフである。 図６のローカルサーモスタット制御時及びインバータ制御時の制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る室外温度及び室内温度の差と、設定運転時間との関係を示すグラフである。
　以下、本発明の空気調和システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態１．
［空気調和システム１００の構成］
　図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１に示されるように、空気調和システム１００は、室外機１及び室内機２を有し、ローカルサーモスタット２０により圧縮機５を制御するようにされたものである。室外機１と室内機２とは、冷媒主管３及び冷媒主管７で接続されている。
　［室外機１の構成］
　室外機１には、圧縮機５と、四方弁等の切替弁８と、熱源側熱交換器６とが、冷媒配管４で接続されて搭載されている。また、室外機１には、送風機９及び室外温度検出器１５が搭載されている。圧縮機５は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成されている。熱源側熱交換器６の付近には、送風機９が設けられ、送風機９は熱源側熱交換器６に空気を送風する。熱源側熱交換器６は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能し、例えば、ファン等の送風機９から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行うものである。切替弁８は、後述する冷房運転モード時における冷媒の流れと暖房運転モード時における冷媒の流れとを切り替えるものである。室外温度検出器１５は、例えばサーミスタ等で構成され、室外の空気温度を検出する。
　［室内機２の構成］
　室内機２には、送風機１２と、負荷側熱交換器１０と、絞り装置１１と、制御装置１３と、室内温度検出器１４と、インバータ１６とが搭載されている。室内機２は、冷媒主管３及び冷媒主管７を介して室外機１と接続し、冷媒が流入又は流出するようになっている。このように、圧縮機５、熱源側熱交換器６、絞り装置１１及び負荷側熱交換器１０が配管を介して順次接続されて空気調和システム１００の冷媒回路が構成されている。
　負荷側熱交換器１０は、例えばファン等の送風機１２から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内空間に供給するための暖房用空気又は冷房用空気を生成するものである。また、絞り装置１１は減圧弁又は膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものであり、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成すると良い。室内温度検出器１４は、例えばサーミスタ等で構成され、室内の空気温度を検出する。
　制御装置１３は、例えばマイコンにより構成され、室内温度検出器１４から室内の温度情報を読み取ると共に、室外温度検出器１５から室外の温度情報を読み取る。さらに、制御装置１３は、後述するローカルサーモスタット２０からの指示に基づいて、インバータ１６を制御し、圧縮機５の出力周波数、熱源側熱交換器６の送風機９の回転数を制御する。さらに、制御装置１３は、切替弁８の切り替え、絞り装置１１の開度等を制御し、後述する冷房運転モード及び暖房運転モードを実行するようになっている。インバータ１６は、制御装置１３からの指令に基づき圧縮機５を駆動させる。
　［ローカルサーモスタット２０］
　まず、ローカルサーモスタット２０の代わりに、空気調和システムに従来のリモコンを用いた場合について説明する。従来のリモコンは、起動されるとリモコンに設定された設定温度を制御装置に送信する。制御装置は、室内温度検出器から検出した室内の温度と設定温度との差を求め、室内の温度が設定温度に近づくようにインバータを制御して、圧縮機の出力周波数を制御する。このように、制御装置が圧縮機の運転周波数を設定温度に応じて制御する動作を、以下、インバータ制御と称する。なお、空気調和システムの一部を構成する室外機に圧縮機を制御する制御装置及びインバータを設け、室外機の制御装置と室内機の制御装置とが通信するようにしてもよい。
　一方で、ローカルサーモスタット２０は、リモコンにサーモスタット及び圧縮機５の制御機能が付加されている機器である。ユーザーがローカルサーモスタット２０に室温の設定温度を設定すると、ローカルサーモスタット２０は、サーモスタットによって検知した室温と設定温度とを比較する。そして、比較した結果に応じて、圧縮機５のＯＮ又はＯＦＦの信号を制御装置１３に送信する。制御装置１３は、圧縮機５のＯＮの信号を受信した場合は圧縮機５を運転させ、圧縮機５のＯＦＦの信号を受信した場合は圧縮機５を停止させる。上述したローカルサーモスタット２０による、圧縮機５の運転又は停止の制御動作を、以下、ローカルサーモスタット制御と称する。
　ローカルサーモスタット制御において、ローカルサーモスタット２０は、室温の設定温度の情報を制御装置１３に送信しないため、制御装置１３は、空調負荷の大小の情報を受信することができない。このため、制御装置１３は、圧縮機５のＯＮの信号を受信した場合には圧縮機５に対して最大周波数運転（ＭＡＸ－Ｈｚ運転）での制御を実施し、圧縮機５のＯＦＦの信号を受信した場合には圧縮機５に対して停止を命じる制御しか実施できない。なお、圧縮機５のＯＮの信号は本発明における「サーモスタットＯＮ信号」に相当する。また、圧縮機５のＯＦＦの信号は本発明における「サーモスタットＯＦＦ信号」に相当する。
［冷房運転モード］
　図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図２に示されるように、冷房運転モードにおいて、切替弁８は、第一ポート８ａと第二ポート８ｂとが互いに連通し、かつ、第三ポート８ｃと第四ポート８ｄとが互いに連通する状態となる。このようにして、冷媒は、図２の実線矢印で示される方向に流れる。
　冷房運転モードの場合、低温低圧の冷媒が、圧縮機５によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機５から吐出された高温高圧のガス冷媒は、切替弁８を介して熱源側熱交換器６に流入する。熱源側熱交換器６に流入した高温高圧ガス冷媒は、室外空気に放熱しながら凝縮し高圧の液冷媒となる。そして、熱源側熱交換器６から流出した高圧の液冷媒は、室外機１から流出し、冷媒主管７を通り、室内機２に流入する。
　室内機２に流入した高圧の液冷媒は、絞り装置１１によって低温低圧の二相冷媒に減圧された後、蒸発器として作用する負荷側熱交換器１０に流入する。そして、低温低圧の二相冷媒は、室内空気から吸熱することで室内空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となる。負荷側熱交換器１０から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒主管３を通り室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、切替弁８を通り、圧縮機５へ吸入される。このように冷媒が循環することで、冷房運転モードが行われる。
［暖房運転モード］
　図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３に示されるように、暖房運転モードにおいて、切替弁８は、第一ポート８ａと第三ポート８ｃとが互いに連通し、かつ、第二ポート８ｂと第四ポート８ｄとが互いに連通する状態となる。このようにして、冷媒は、図３の実線矢印で示される方向に流れる。
　暖房運転モードの場合、低温低圧の冷媒が圧縮機５によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機５から吐出された高温高圧のガス冷媒は、切替弁８を介して冷媒主管３を通り室内機２に流入する。室内機２に流入した高温高圧ガス冷媒は、負荷側熱交換器１０で室内空気に放熱し、高圧の液冷媒となり、絞り装置１１へ流入する。そして、絞り装置１１によって低温低圧の二相冷媒に減圧された後、室内機２から流出し、冷媒主管７を通り、室外機１へ流入する。
　室外機１へ流入した低温低圧の二相冷媒は、熱源側熱交換器６で室外空気から吸熱することで低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器６を出た低温低圧のガス冷媒は、切替弁８を通り、圧縮機５へ吸入される。このように冷媒が循環することで、暖房運転モードが行われる。
　図４は、従来のローカルサーモスタット制御における室温変化を表すグラフである。空気調和システム１００には、冷房運転モードと暖房運転モードがあるが、以下、例として冷房運転モードにおける空気調和システム１００のローカルサーモスタット制御について説明する。図４に示されるように、縦軸が室温を表し、横軸が時間を表す。また、ローカルサーモスタット２０には、設定温度のＡ１及び圧縮機５のＯＮ信号を送信する基準となる温度のＡ２が設定されている。
　時間Ｔ０から時間Ｔ１において、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＮ信号を受信しているため、圧縮機５に最大周波数運転を実施させている。この圧縮機５の運転により、室温はＡ２から設定温度のＡ１へ低下する。次に、時間Ｔ１から時間Ｔ２において、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＦＦ信号を受信しているため、圧縮機５の運転を停止させている。この圧縮機５の運転停止により、室温は外気等により暖められ、設定温度のＡ１からＡ２へ上昇する。次に、時間Ｔ２から時間Ｔ３において、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＮ信号を受信しているため、圧縮機５に最大周波数運転を実施させている。この圧縮機５の運転により、室温はＡ２から設定温度のＡ１へ下降する。
　このように、ローカルサーモスタット制御の場合、室温が設定温度のＡ１に達した後、圧縮機５を停止させるため室温がＡ２まで上昇してしまう。従って、室温を設定温度のＡ１に一定に保つことができない。そこで、設定温度のＡ１に達した後は、後述するインバータ制御を行うことで、室温を設定温度のＡ１に保つ必要がある。
　図５は、図４のローカルサーモスタット制御時の制御装置１３の制御動作を示すフローチャートである。以下、図１を参照しながら図５の各ステップに基づいて制御装置１３の制御動作について説明する。
（ステップＳ１１）
　制御装置１３は、圧縮機５の運転を開始させる。その後、ステップＳ１２へ移行する。
（ステップＳ１２）
　制御装置１３は、圧縮機５のＯＮ信号を受信し、圧縮機５に最大周波数運転を実施させる。その後、ステップＳ１３へ移行する。
（ステップＳ１３）
　制御装置１３は、室温が設定温度Ａ１に達したか判断する。室温が設定温度のＡ１に達した場合は、ステップＳ１４へ移行する。それ以外は、ステップＳ１３へ移行する。
（ステップＳ１４）
　制御装置１３は、圧縮機５のＯＦＦ信号を受信し、圧縮機５の運転を停止させる。その後、ステップＳ１５へ移行する。
（ステップＳ１５）
　制御装置１３は、室温がＡ２に達したか判断する。室温がＡ２に達した場合は、ステップＳ１２へ移行する。それ以外は、ステップＳ１５へ移行する。　
　図６は、本発明の実施の形態１に係るローカルサーモスタット制御及びインバータ制御における室温変化を表すグラフである。空気調和システム１００には、冷房運転モードと暖房運転モードがあるが、以下、例として冷房運転モードにおける空気調和システム１００のローカルサーモスタット制御について説明する。図６に示されるように、グラフの縦軸が室温を表し、横軸が時間を表す。また、ローカルサーモスタット２０には、設定温度のＡ１及び圧縮機５のＯＮ信号を送信する温度Ａ２が設定されている。
　時間Ｔ３から時間Ｔ４において、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＮ信号を受信しているため、インバータ１６を制御して圧縮機５に最大周波数運転を実施させている。この圧縮機５の運転により、室温はＡ２から設定温度のＡ１へ低下する。
　次に、時間Ｔ４において室温が設定温度Ａ１に達したため、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＦＦ信号を受信する。そして、制御装置１３は、ＯＦＦ信号の受信と同時に、ローカルサーモスタット制御からインバータ制御に移行し、時間Ｔ５までインバータ制御を継続する。すなわち、制御装置１３は、インバータ１６を制御して、時間Ｔ４から時間Ｔ５の間において、室温と設定温度のＡ１との差が基準の範囲内に保たれるように、圧縮機５の出力周波数を制御する。なお、この出力周波数による圧縮機５の運転を、最小周波数運転（ｍｉｎ－Ｈｚ運転）と称する。ここで、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から設定温度のＡ１の情報を受信できないが、室内温度検出器１４から室内の温度情報を読み取り、圧縮機５のＯＦＦ信号を受信した際の室内温度を設定温度Ａ１と推定することでインバータ制御を行う。
　次に、時間Ｔ５においてインバータ制御からローカルサーモスタット制御に移行する。インバータ制御からローカルサーモスタット制御に移行する条件としては、３つある。１つ目の条件は、室温が設定温度Ａ１から許容温度差Δαの範囲を超えた場合である。２つ目の条件は、インバータ制御を実施している時間が設定運転時間ΔＴを過ぎた場合である。３つ目の条件は、ローカルサーモスタット２０からＯＮ信号が制御装置１３に送信された場合である。なお、許容温度差Δα及び設定運転時間ΔＴは、予め制御装置１３に記憶されている。
　上述したように、時間Ｔ５において制御装置１３は、インバータ制御からローカルサーモスタット制御に移行している。制御装置１３は、ローカルサーモスタット制御の移行後において、圧縮機５のＯＦＦ信号を受信した場合は圧縮機５を停止させ、圧縮機５のＯＮ信号を受信した場合は圧縮機５を最大周波数で運転するように制御する。ここで、時間Ｔ５から時間Ｔ６において、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＦＦ信号を受信しているため、インバータ１６を制御して圧縮機５の運転を停止させる。この圧縮機５の運転停止により室温はＡ１からＡ２へ上昇し、そして室温がＡ２に達した時間Ｔ６の時に、ローカルサーモスタット２０は制御装置１３に圧縮機５のＯＮ信号を送信する。次に、時間Ｔ６から時間Ｔ７において、制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０から圧縮機５のＯＮ信号を受信しているため、インバータ１６を制御して圧縮機５の最大周波数運転を実施させている。この圧縮機５の運転により、室温はＡ２からＡ１へ下降する。
　図７は、図６のローカルサーモスタット制御時及びインバータ制御時の制御装置１３の制御動作を示すフローチャートである。以下、図１を参照しながら図７の各ステップに基づいて制御装置１３の制御動作について説明する。
（ステップＳ２１）
　制御装置１３は、圧縮機５の運転を開始させる。その後、ステップＳ２２へ移行する。
（ステップＳ２２）
　制御装置１３は、圧縮機５のＯＮ信号を受信し、圧縮機５に最大周波数運転を実施させる（ローカルサーモスタット制御の開始）。その後、ステップＳ２３へ移行する。
（ステップＳ２３）
　制御装置１３は、室温が設定温度Ａ１に達したか判断する。室温が設定温度のＡ１に達した場合は、ステップＳ２４へ移行する。それ以外は、ステップＳ２３へ移行する。
（ステップＳ２４）
　制御装置１３は、圧縮機５のＯＦＦ信号を受信し、圧縮機５の最小周波数運転を実施する（インバータ制御の開始）。その後、ステップＳ２５へ移行する。
（ステップＳ２５）
　制御装置１３は、室温が設定温度のＡ１に対して許容温度差Δαの範囲内であるかを判断する。室温が設定温度のＡ１に対して許容温度差Δαの範囲内である場合は、ステップＳ２６へ移行する。それ以外は、ステップＳ２８へ移行する。
（ステップＳ２６）
　制御装置１３は、圧縮機５の運転を停止させる。その後、ステップＳ２７へ移行する。
（ステップＳ２７）
　制御装置１３は、室温がＡ２に達したか判断する。室温がＡ２に達した場合は、ステップＳ２２へ移行する。それ以外は、ステップＳ２７へ移行する。
（ステップＳ２８）
　制御装置１３は、インバータ１６を制御している時間が設定運転時間ΔＴを経過しているか判断する。インバータ１６を制御している時間が設定運転時間ΔＴを経過している場合は、ステップＳ２６へ移行する。それ以外は、ステップＳ２９へ移行する。
（ステップＳ２９）
　制御装置１３は、ローカルサーモスタット２０からＯＮ信号が制御装置１３に送信されているか判断する。ローカルサーモスタット２０からＯＮ信号が制御装置１３に送信されている場合は、ステップＳ２２へ移行する。それ以外は、ステップＳ２５へ移行する。
　以上のことから、空気調和システム１００によれば、室内温度検出器１４から読み取った室内の温度情報を設定温度のＡ１と推定し、ローカルサーモスタット制御からインバータ制御に移行する。このようにすることで、圧縮機５の運転及び停止が頻繁に繰り返されることを防ぐことができ、消費電力を抑制し、室温を一定に維持して室内の快適性を保つことができる。
　また、上述したインバータ制御からローカルサーモスタット制御に移行する３つの条件を設定することで以下の３つの効果が得られる。１つ目の効果は、室温が設定温度のＡ１に対して許容温度差Δαの範囲を逸脱した場合でも、インバータ制御からローカルサーモスタット制御に移行することで、室温を設定温度のＡ１に素早く戻すことができる。２つ目の効果は、インバータ制御中にローカルサーモスタット２０で設定温度のＡ１が変更されても、設定運転時間ΔＴが経過した後は、ローカルサーモスタット制御に移行するため、変更後の設定温度Ａ１で空気調和システム１００の運転が可能である。３つ目の効果は、インバータ制御中に制御装置１３が圧縮機５のＯＮ信号を受信した場合、設定温度のＡ１の変更、もしくは室温が設定温度のＡ１に対して許容温度差Δαの範囲を超えたと考えられる。このため、ローカルサーモスタット制御に移行し、室温を設定温度Ａ１に近づける制御をすることができる。
　なお、本実施の形態１では、空気調和システム１００の冷房運転モードにおけるローカルサーモスタット制御及びインバータ制御について説明したが、本発明はこれに限定されず、暖房運転モードにおいても上記の制御を行うことが可能である。また、本実施の形態１では、冷房運転モード及び暖房運転モードの両方を行う空気調和システム１００について説明したが、本発明はこれに限定されず、冷房運転モードのみ又は暖房運転モードのみを行う空気調和システム１００についても上記の制御を行うことが可能である。これらのことは後述する実施の形態２でも同様である。
実施の形態２．
　本実施の形態２における空気調和システム１００の基本的な構成は実施の形態１における空気調和システム１００と同様であるため、以下、実施の形態１との相違点を中心に本実施の形態２を説明する。実施の形態１と本実施の形態２との相違点は、インバータ制御を実施する設定運転時間ΔＴを可変とする点である。
　図８は、本発明の実施の形態２に係る室外温度及び室内温度の差と、設定運転時間との関係を示すグラフである。空気調和システム１００には、冷房運転モードと暖房運転モードがあるが、以下、例として冷房運転モードにおける設定運転時間ΔＴの設定について説明する。
　図８に示されるように、グラフの縦軸は設定運転時間ΔＴを表し、横軸は室外温度と室内温度との差を表す。室外温度検出器１５によって検出された室外温度と室内温度検出器１４によって検出された室内温度との差がＣ０の時、設定運転時間ΔＴはＢ１に設定される。一方、室外温度検出器１５によって検出された室外温度と室内温度検出器１４によって検出された室内温度との差がＣ１の時、設定運転時間ΔＴはＢ２に設定される。このように、制御装置１３は、室外温度と室内温度の差が大きいほど、設定運転時間ΔＴも大きくするように設定する。ただし、ローカルサーモスタット２０で設定温度のＡ１が変更された場合に、適宜ローカルサーモスタット制御に移行できるように、設定運転時間の上限をＢ２として設けておく。
　以上のように、室外温度と室内温度の差が大きいほど、インバータ制御を行う設定運転時間ΔＴが長くなるように設定することで、室外温度が室内温度に与える影響を抑えることができる。
　１　室外機、２　室内機、３　冷媒主管、４　冷媒配管、５　圧縮機、６　熱源側熱交換器、７　冷媒主管、８　切替弁、８ａ　第一ポート、８ｂ　第二ポート、８ｃ　第三ポート、８ｄ　第四ポート、９　送風機、１０　負荷側熱交換器、１１　絞り装置、１２　送風機、１３　制御装置、１４　室内温度検出器、１５　室外温度検出器、１６　インバータ、２０　ローカルサーモスタット、１００　空気調和システム。

Claims (5)

  1. 　圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置及び負荷側熱交換器が配管を介して順次接続された冷媒回路と、
    　前記圧縮機を駆動させるインバータと、
    　室内温度を検出する室内温度検出器と、
    　サーモスタットＯＮ信号及びサーモスタットＯＦＦ信号を受信し、前記サーモスタットＯＮ信号及び前記サーモスタットＯＦＦ信号に応じて前記インバータを制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記サーモスタットＯＦＦ信号を受信したときに、そのときの前記室内温度を設定温度と推定し、前記室内温度と前記設定温度との差が基準の範囲内に保たれるように前記インバータの出力周波数を制御する
    　空気調和システム。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記室内温度が前記設定温度からの許容温度差を超えた際に前記出力周波数による前記インバータの制御を終了し、前記圧縮機を停止又は最大周波数での運転によって制御する
    　請求項１に記載の空気調和システム。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記サーモスタットＯＮ信号が入力された際に前記出力周波数による前記インバータの制御を終了し、前記圧縮機を停止又は最大周波数での運転によって制御する
    　請求項１に記載の空気調和システム。
  4. 　前記制御装置は、
    　前記インバータを制御する時間が設定運転時間を超過した際に前記出力周波数による前記インバータの制御を終了し、前記圧縮機を停止又は最大周波数での運転によって制御する
    　請求項１に記載の空気調和システム。
  5. 　室外温度を検出し、前記制御装置に前記室外温度を送信する室外温度検出器をさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記室内温度と前記室外温度との差に応じて前記設定運転時間の長さを決定する
    　請求項４に記載の空気調和システム。
    　
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