JP2012202581A - 冷凍サイクル装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の能力に配慮しつつ、効率のよい前倒し運転が可能な冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】冷凍サイクル装置１００は、前倒し運転を実行する際、圧縮機１が最大能力を発揮するときの圧縮機１の運転周波数よりも小さく、かつ、冷凍サイクルの効率が最大となるときの圧縮機１の運転周波数に基づいて前記前倒し運転の運転時間を決定している。
【選択図】図２

Description

本発明は、あらかじめ定められた設定時間に室内温度が所定の温度に到達するように前倒し運転を実行可能な冷凍サイクル装置及びその制御方法に関するものである。

従来から、あらかじめ定められた設定時間に室内温度が所定の温度に到達するように前倒し運転を実行可能な冷凍サイクル装置の１つである空気調和装置が存在する。そのようなものとして、温度差情報演算部、補正グラフ情報保持部、前倒し時間決定部、及び、立ち上がり時間修正処理部を備え、前倒し時間決定部において得られた前倒し運転時間によって空調機器を前倒し運転すると共に、立ち上がり時間修正処理部によって修正された補正グラフ情報保持部の内容にもとづいて次回あるいは次回以降の前倒し運転時間を決定するようにした空調機器前倒し運転制御方式が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の空調機器前倒し運転制御方式は、空調機器１−ｉと、センサー２−ｉ（センサー２’−ｉ）と、温度差情報演算部３と、補正グラフ情報保持部４と、前倒し時間決定部５と、立ち上がり時間修正処理部６と、修正された補正グラフ情報が格納される修正済み補正グラフ情報保持部と、によって実行される。なお、特許文献１の図２では、横軸が温度差情報Δｔ（℃）を表し、縦軸が前倒し運転時間Ｈ（分）を表している。そして、特許文献１の図２中央から右側（紙面右側）は、たとえば暖房制御に対応し、中央から左側（紙面左側）は、たとえば冷房制御に対応している。

空調機器１−ｉ（ｉ＝１、２…）は、前倒し制御の対象となる複数台の空気調和装置（以下、空調機器という）を示している。センサー２−ｉ（ｉ＝１、２…）は、外気温度や室内温度を検出するものである。温度差情報演算部３は、少なくとも予め定めた時刻においてあるべく室内目標温度と運転開始時刻に対応する室内温度と外気温度に基づいて温度差情報を演算するものである。補正グラフ情報保持部４は、温度差情報から前倒し運転を開始するための前倒し運転時間を索引するための補正グラフ情報が格納されるものである。

前倒し時間決定部５は、温度差情報演算部からの出力と補正グラフ情報保持部の内容に基づいて前倒し運転時間を決定するものである。立ち上がり時間修正処理部６は、前倒し時間決定部５において得られた前倒し運転時間に基づいて起動された空調機器によって室内目標温度が現実に得られるまでの時間を計測すると共に当該時刻によって空調機器を前倒し時間に対応する補正グラフ情報を修正するものである。なお、補正グラフ情報保持部７は、修正された補正グラフ情報が格納される修正済み補正グラフ情報保持部を表している。

補正グラフ情報保持部４には、たとえば特許文献１の図２に示されている太線のごとき補正グラフに関する情報が格納されている。そして、たとえば温度差情報Δｔが値Ｘ２である場合には、前倒し時間Ｈを値Ｙ１に選んで当該値Ｙ１（分）以前に運転を開始するようにする。温度差情報演算部３は、特許文献１の図３に示されているフローチャートのたとえば最初のステップで室内目標温度ＴＲと、室内温度Ｔｒと、外気温度Ｔｏａを取得する。そして、次のステップで、温度差情報Δｔを演算し、その結果を出力する。ただし、温度差情報Δｔの演算においては、「β」は係数として用いている。

前倒し時間決定部５は、次のステップにおいて得られた温度差情報Δｔと補正グラフ情報保持部４の内容とに基づいて、温度差情報Δｔがたとえば値Ｘ２であれば、それに対応して前倒し運転時間Ｈとして値Ｙ１を決定する。そして、所定の空調機器１−ｉに対して前倒し運転を指示する。このように制御して、各空調機器１−ｉがそれぞれ前倒し運転されてゆく。

しかしながら、現実には、補正グラフ情報を索引した結果と、実際に所望の室内目標温度に達する時間とに誤差が生じる。立ち上がり時間修正処理部６は、所定の温度差情報値Ｘ２の下で前倒し運転に入った後に、たとえば時間ＨがＹ’１（分）にて、室内目標温度に達したとすると、補正グラフ情報をたとえば（Ｘ１，Ｙ０）、（Ｘ２，Ｙ１）、（Ｘ３，Ｙ２）を通るグラフから、（Ｘ１，Ｙ０）、（Ｘ２，Ｙ’１）、（Ｘ３，Ｙ２）を通るグラフに書き替える。そして、その結果を修正済み補正グラフ情報保持部７に格納する。この保持部の内容は、たとえば次の回における制御において、補正グラフ情報保持部４の内容として使用される。

特開昭６０−１４２１３６号公報（第２−３頁、図１〜３等）

特許文献１に記載されているような前倒し運転制御は、基本的には、空調機器の供給可能最大能力に基づいて前倒し時間が検討される。しかしながら、一般的にインバーター制御の圧縮機を搭載している空気調和装置の場合、最大能力を供給する運転周波数（運転ポイント）が必ずしも最も空気調和装置としての運転効率が良い運転ポイントではないこともある。そうすると、前倒し運転を行なっている時間帯においても、運転効率が悪い運転状態となっていることが想定される。前倒し運転の目的は、所定時刻に室内温度を所定温度とすることであり、運転開始から所定温度に到達するまでの過程を全速運転で行なう必要はない。反対に、省エネの観点からはロスの大きい運転となっていた。

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、圧縮機の能力に配慮しつつ、効率のよい前倒し運転が可能な冷凍サイクル装置及びその制御方法を提供することを目的としている。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、インバーター圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、利用側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルを有し、定められた時刻に、定められた目標温度に達するように前倒し運転を実行する冷凍サイクル装置において、前記前倒し運転を実行する際、前記インバーター圧縮機が最大能力を発揮するときの前記インバーター圧縮機の運転周波数よりも小さく、かつ、前記冷凍サイクルの効率が最大となるときの前記インバーター圧縮機の運転周波数に基づいて前記前倒し運転の運転時間を決定していることを特徴とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置の制御方法は、インバーター圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、利用側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルを有し、定められた時刻に、定められた目標温度に達するように前倒し運転を実行する冷凍サイクル装置の制御方法において、前記前倒し運転を実行する際、前記目標温度、前記前倒し運転開始時における対象領域の温度、及び、前記前倒し運転開始時における外気温度に基づいて演算された温度差情報と、前記インバーター圧縮機が最大能力を発揮するときの前記インバーター圧縮機の運転周波数と、前記冷凍サイクルの効率が最大となるときの前記インバーター圧縮機の運転周波数と、に基づいて前記前倒し運転の運転時間として決定することを特徴とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、圧縮機の能力に配慮しつつ、効率のよい前倒し運転が可能となる。したがって、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、従来技術に比較して前倒し運転の運転時間が長くなるものの、結果的には省エネを図ることが可能になる。

本発明に係る冷凍サイクル装置の制御方法によれば、圧縮機の能力に配慮しつつ、効率のよい前倒し運転が可能となる。したがって、本発明に係る冷凍サイクル装置の制御方法によれば、従来技術に比較して前倒し運転の運転時間が長くなるものの、結果的には省エネを図ることが可能になる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置が実行する前倒し運転を概念的に示した概略概念図である。 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の補正グラフの一例と修正処理の態様の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置が実行する前倒し運転を実行する際の制御処理の流れを示すフローチャートである。 一般的なインバーター圧縮機を搭載している空気調和装置の性能特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置と従来技術の前倒し運転における状態を比較した結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置と従来技術の前倒し運転における状態を比較した結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置と従来技術の前倒し運転における状態を比較した結果を示すグラフである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図１に基づいて、空気調和装置１００の冷媒回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行なう冷凍サイクル装置の一例を示している。この空気調和装置１００は、たとえばビルやマンション等に設置され、冷房運転や暖房運転を実行できるものである。なお、図１を含め、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。

［構成］
空気調和装置１００は、２台の室外機３１（室外機３１ａ、室外機３１ｂ）と、２台の室内機３２（室内機３２ａ、室内機３２ｂ）と、を有している。この空気調和装置１００では、室外機３１と室内機３２とが２本の配管（液管１０２、ガス管１０１）で、接続されている。また、空気調和装置１００は、各種アクチュエーター（圧縮機１、図示省略の送風機、四方弁２、絞り装置２２の動作を制御して、空気調和装置１００の運転を実行する制御装置５０を有している。

［室外機３１］
室外機３１は、室内機３２に冷熱又は温熱を供給する機能を有している。なお、図１では、「室外機３１ａ」に備えられている各機器の符号の後に「ａ」を付加し、「室外機３１ｂ」に備えられている各機器の符号の後に「ｂ」を付加して図示している。そして、以下の説明においては、符号の後の「ａ」、「ｂ」を省略する場合があるが、室外機３１ａ、室外機３１ｂのいずれにも各機器が備えられていることは言うまでもない。

室外機３１には、圧縮機１と、流路切替手段である四方弁２と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）３と、アキュムレーター４と、が直列に接続されてメインの冷媒回路を構成するように搭載されている。さらに、室外機３１には、室外熱交換器３に空気を供給するための図示省略の送風機を設けるとよい。ただし、室外熱交換器３が、空気以外の熱媒体とで熱交換を実行するものであってもよい。

圧縮機１は、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、容量制御可能なインバーター圧縮機で構成されている。四方弁２は、圧縮機１の吐出側に設けられ、暖房運転時における冷媒の流れと冷房運転時における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。室外熱交換器３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（放熱器）として機能し、熱媒体（たとえば、空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。アキュムレーター４は、圧縮機１の吸入側に設けられ、過剰な冷媒を貯留するものである。なお、冷房運転と暖房運転が切り換えられない機種においては四方弁２は必ずしも設けなくてもよい。また、アキュムレーター４も必須なものではない。

室外機３１には、室外熱交換器３に取り込まれる空気の温度（外気温度）を検知する外気温度センサー９が少なくとも設けられている。この外気温度センサー９で検知された温度情報は、空気調和装置１００の動作を制御する制御装置５０に送られて、圧縮機１の駆動周波数や、図示省略の送風機の回転数、四方弁２の切り替え、絞り装置２２の開度等の制御に利用されることになる。

［室内機３２］
室内機３２は、室外機３１からの冷熱又は温熱の供給を受けて冷房負荷又は暖房負荷を担当するものである。なお、図１では、「室内機３２ａ」に備えられている各機器の符号の後に「ａ」を付加し、「室内機３２ｂ」に備えられている各機器の符号の後に「ｂ」を付加して図示している。そして、以下の説明においては、符号の後の「ａ」、「ｂ」を省略する場合があるが、室内機３２ａ、室内機３２ｂのいずれにも各機器が備えられていることは言うまでもない。

室内機３２には、室内熱交換器（利用側熱交換器）２１と、絞り装置２２と、が直列に接続されて搭載されている。また、室内熱交換器２１に空気を供給するための図示省略の送風機を設けるとよい。ただし、室内熱交換器２１が、冷媒と水等の冷媒とは異なる熱媒体とで熱交換を実行するものであってもよい。

室内熱交換器２１は、暖房運転時には凝縮器（放熱器）として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能し、熱媒体（たとえば、空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。絞り装置２２は、減圧弁や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る。この絞り装置２２は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。

室内機３２には、室内熱交換器２１に取り込まれる空気の温度（室内温度）を検知する室内温度センサー２３が少なくとも設けられている。この室内温度センサー２３で検知された温度情報は、空気調和装置１００の動作を制御する制御装置５０に送られて、圧縮機１の駆動周波数や、図示省略の送風機の回転数、四方弁２の切り替え、絞り装置２２の開度等の制御に利用されることになる。

なお、圧縮機１は、インバーター制御可能なものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して圧縮機１を構成することができる。さらに、空気調和装置１００に使用する冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡやＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているＲ２２やＲ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。

また、空気調和装置１００の動作を制御する制御装置５０は、室外機３１又は室内機３２のいずれかに設けるようにしてもよく、室外機３１及び室内機３２の外部に設けるようにしてもよい。また、制御装置５０を機能に応じて複数に分けて、室外機３１及び室内機３２のそれぞれに設けるようにしてもよい。この場合、各制御装置５０を無線又は有線で接続し、通信可能にしておくとよい。

［動作］
空気調和装置１００が実行する基本的な運転動作について説明する。
空気調和装置１００は、室内機３２からの指示に基づいて、その室内機３２で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機３２の全てが冷房運転を実行する冷房運転モード、駆動している室内機３２の全てが暖房運転を実行する暖房運転モードがある。

［冷房運転モード］
低温・低圧の冷媒が圧縮機１（圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂ）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１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁２（四方弁２ａ及び四方弁２ｂ）を介して室外熱交換器３（室外熱交換器３ａ及び室外熱交換器３ｂ）に流入する。室外熱交換器３に流入した冷媒は、室外熱交換器３で室外空気に放熱しながら凝縮・液化する。室外熱交換器３から流出した高圧液冷媒は、室外機３１（室外機３１ａ及び室外機３１ｂ）から流出する。

室外機３１から流出した高圧液冷媒は、液管１０２を通って、室内機３２（室内機３２ａ及び室内機３２ｂ）に流入する。室内機３２に流入した液冷媒は、絞り装置２２（絞り装置２２ａ及び絞り装置２２ｂ）にて絞られ、低温の気液二相冷媒となる。この低温の気液二相冷媒は、室内熱交換器２１（室内熱交換器２１ａ及び室内熱交換器２１ｂ）に流入し、周囲から熱を奪うことで空調空間を冷房するとともに、自身は蒸発・気化し、室内熱交換器２１から流出する。

室内熱交換器２１から流出した冷媒は、ガス管１０１を介して、室外機３１に戻る。室外機３１に戻ったガス冷媒は、四方弁２（四方弁２ａ及び四方弁２ｂ）、アキュムレーター４（アキュムレーター４ａ及びアキュムレーター４ｂ）を介して、圧縮機１に再度吸入される。以上の流れで、空気調和装置１００は冷房運転を実行する。

［暖房運転モード］
低温・低圧の冷媒が圧縮機１（圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂ）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１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁２（四方弁２ａ及び四方弁２ｂ）を介して、ガス管１０１を流れ、室外機３１（室外機３１ａ及び室外機３１ｂ）から流出する。室外機３１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、ガス管１０１を通って、室内機３２（室内機３２ａ及び室内機３２ｂ）に流入する。室内機３２に流入したガス冷媒は、室内熱交換器２１（室内熱交換器２１ａ及び室内熱交換器２１ｂ）に流入し、室内熱交換器２１で周囲に放熱することで空調空間を暖房するとともに、自身は凝縮・液化し、室内熱交換器２１から流出する。室内熱交換器２１から流出した液冷媒は、絞り装置２２（絞り装置２２ａ及び絞り装置２２ｂ）で中間圧力まで絞られる。

絞り装置２２で低圧まで絞られた気液二相冷媒は、液管１０２を介して、室外機３１に戻る。室外機３１に戻った気液二相冷媒は、室外熱交換器３（室外熱交換器３ａ及び室外熱交換器３ｂ）に流入する。室外熱交換器３に流入した低圧の気液二相冷媒は、室外熱交換器３で室外空気から熱を奪いながら蒸発・気化して、室外熱交換器３から流出する。室外熱交換器３から流出したガス冷媒は、四方弁２及びアキュムレーター４（アキュムレーター４ａ及びアキュムレーター４ｂ）を介して圧縮機１に再度吸入される。以上の流れで、空気調和装置１００は暖房運転を実行する。

図２は、空気調和装置１００が実行する前倒し運転を概念的に示した概略概念図である。図３は、補正グラフの一例と修正処理の態様の一例を示すグラフである。図４は、前倒し運転を実行する際の制御処理の流れを示すフローチャートである。図５は、一般的なインバーター圧縮機を搭載している空気調和装置の性能特性を示すグラフである。図６〜図８は、空気調和装置１００と従来技術の前倒し運転における状態を比較した結果を示すグラフである。図２〜図８に基づいて、従来技術と比較しながら、空気調和装置１００が実行する前倒し運転について説明する。

図２に示すように、制御装置５０は、温度差情報演算部５３と、補正グラフ情報保持部５４と、前倒し時間決定部５５と、立ち上がり時間修正処理部５６と、修正された補正グラフ情報が格納される修正済み補正グラフ情報保持部５７と、を有している。なお、図２に示すセンサー５２−ｉ（ｉ＝１、２…）は、図１に示す外気温度センサー９及び室内温度センサー２３に相当している。また、対象機器５１−ｉ（ｉ＝１、２…）は、接続されている室内機３２に相当している。

温度差情報演算部５３は、少なくともユーザーにより予め定められた時刻において、定められた室内目標温度と、運転開始時刻に対応する室内温度と、外気温度とに基づいて温度差情報を演算するものである。補正グラフ情報保持部５４は、温度差情報演算部５３が演算した温度差情報から前倒し運転の運転時間を抽出するための補正グラフ情報が格納されるものである。この補正グラフ情報保持部５４には、たとえば図３に示す線Ｃのごとき補正グラフに関する情報が格納されている。前倒し時間決定部５５は、温度差情報演算部５３からの出力と補正グラフ情報保持部５４の内容に基づいて前倒し運転の運転時間を決定するものである。

立ち上がり時間修正処理部５６は、前倒し時間決定部５５において得られた前倒し運転の運転時間に基づいて起動された室内機３２によって室内目標温度が現実に得られるまでの時間を計測するものである。また、立ち上がり時間修正処理部５６は、当該時刻によって室内機３２を前倒し時間に対応する補正グラフ情報を修正するものである。修正済み補正グラフ情報保持部５７は、立ち上がり時間修正処理部５６により修正された補正グラフ情報が格納されるものである。なお、補正グラフ情報保持部５４及び修正済み補正グラフ情報保持部５７は、同一の記憶手段を兼用するように構成してもよく、別の記憶手段で分けて構成してもよい。

図５に基づいて、一般的なインバーター圧縮機を搭載している空気調和装置の性能特性について説明する。図５では、左縦軸が冷房エネルギー消費効率（ＣＯＰ）を、右縦軸が冷房能力（ｋＷ）を、横軸が圧縮機の運転周波数（Ｈｚ）を、それぞれ示している。図５では、圧縮機能力を線Ａで、ＣＯＰを線Ｂで、それぞれ表している。

一般的に、インバーター圧縮機の制御範囲の途中に最も効率が良くなる運転ポイントがある。たとえば、図５の線Ａがインバーター圧縮機の制御範囲だとすると、その範囲のどこかにインバーター圧縮機として最大能力を発揮する運転周波数（運転ポイント）があるということになる。しかしながら、インバーター圧縮機の効率が最大となる運転ポイントが、空気調和装置の運転効率が最大となるための運転ポイントとは必ずしも一致しない。空気調和装置の運転効率が最大となるための運転ポイントは、インバーター圧縮機の効率が最大となる周波数よりも小さくなることが多い。そうすると、インバーター圧縮機としては、効率が低下するポイントでの運転を行なうことになる。

図５から、インバーター圧縮機の運転周波数を６０Ｈｚとすると、インバーター圧縮機の供給能力（冷房時）が４２ｋＷ、ＣＯＰ３．０６であり、インバーター圧縮機の周波数を８０Ｈｚとすると、インバーター圧縮機の供給能力（冷房時）が５６ｋＷ、ＣＯＰ３．００であることが分かる。したがって、インバーター圧縮機の運転周波数の運転ポイントが６０Ｈｚの場合では、インバーター圧縮機の運転周波数の運転ポイントが８０Ｈｚの場合に比べ、インバーター圧縮機としての供給能力は低下するが、運転効率が２％（３．０６／３．００）高くなることになる。

そこで、空気調和装置１００では、「インバーター圧縮機の能力」及び「空気調和装置の運転効率」の関係を考慮して、前倒し運転を実行するようにしている。制御装置５０は、前倒し運転の運転時間を計算する時点において、圧縮機１が最も効率のよくなる運転周波数（たとえば６０Ｈｚ）で運転している場合の供給可能能力を用いて前倒し運転の運転時間を決定し、決定された前倒し運転の運転時間に従って、空気調和装置１００の最も効率のよくなる運転周波数で圧縮機１を運転させるようにしている。

図３及び図４に基づいて空気調和装置１００が実行する前倒し運転について詳しく説明する。図３では、横軸が温度差情報Δｔ（℃）を、縦軸が前倒し運転の運転時間Ｈ（分）を、それぞれ表している。そして、図３の中央から右側（紙面右側）は、たとえば暖房制御に対応し、中央から左側（紙面左側）は、たとえば冷房制御に対応している。図３から、たとえば温度差情報Δｔが値Ｘ２である場合、値Ｘ２に対応しているＺ１が前倒し時間Ｈとして決定され、値Ｚ１以前に運転が開始されることになることが分かる。また、図３では、上記特許文献１の図２に示されたＹ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ’１に対応させて、Ｚ０（Ｙ０＜Ｚ０）、Ｚ１（Ｙ１＜Ｚ１）、Ｚ２（Ｙ２＜Ｚ２）、Ｚ３（Ｙ３＜Ｚ３）、Ｚ４（Ｙ４＜Ｚ４）、Ｚ’１（Ｙ’１＜Ｚ’１）とし、前倒し時間を従来のものに比べ長くしている。

図４に基づいて、前倒し運転を実行する際の制御処理の流れについて説明する。まず、温度差情報演算部５３は、室内目標温度ＴＲと、室内温度Ｔｒと、外気温度Ｔｏａと、を取得する（ステップＳ１０１）。そして、温度差情報演算部５３は、取得した室内目標温度ＴＲ、室内温度Ｔｒ、及び、外気温度Ｔｏａに基づいて温度差情報Δｔを演算する（ステップＳ１０２）。温度差情報Δｔは、式｜（ＴＲ−Ｔｒ）＋（Ｔｒ−Ｔｏａ）×β｜に基づいて算出するとよい。なお、この式においてβは係数を表しているものとする。

次に、前倒し時間決定部５５が、温度差情報演算部５３が演算した温度差情報Δｔと補正グラフ情報保持部５４に格納されている内容に基づいて前倒し運転の運転時間を決定する（ステップＳ１０３）。ここで、温度差情報Δｔは、圧縮機１が最大能力を発揮するときの運転周波数（たとえば、８０Ｈｚ）と、空気調和装置１００の効率が最大となるときの圧縮機１の運転周波数（たとえば、６０Ｈｚ）を加味して設定されているものとする。つまり、図３に示すように、温度差情報Δｔと関連付けられている前倒し運転の運転時間Ｈが従来のものよりも長くなるように予め設定されているのである。前倒し時間決定部５５は、たとえば温度差情報Δｔが値Ｘ２であれば、それに対応している値Ｚ１を前倒し運転の運転時間Ｈとして決定する。前倒し運転の運転時間Ｈが決定したら、前倒し時間決定部５５は、所定の対象機器５１−ｉに対して前倒し運転を指示する（ステップＳ１０４）。このように、対象機器５１−ｉがそれぞれ前倒し運転されてゆく。

しかしながら、現実には、補正グラフ情報保持部５４から抽出した結果と、実際に所望の室内目標温度に達する時間とに誤差が生じる。そこで、立ち上がり時間修正処理部５６が、前倒し運転の運転時間Ｈに基づいて起動された対象機器５１−ｉによって室内目標温度が現実に得られるまでの時間を計測する（ステップＳ１０５）。そして、立ち上がり時間修正処理部５６は、値Ｘ２の下で前倒し運転に入った後に、Ｚ１よりも早いたとえばＺ’１で室内目標温度に達したことを計測すると、補正グラフ情報をたとえば（Ｘ１，Ｚ０）、（Ｘ２，Ｚ１）、（Ｘ３，Ｚ２）を通るグラフから、（Ｘ１，Ｚ０）、（Ｘ２，Ｚ’１）、（Ｘ３，Ｚ２）を通るグラフに書き替える（ステップＳ１０６）。

その後、立ち上がり時間修正処理部５６は、修正したグラフを修正済み補正グラフ情報保持部５７に格納する。この修正済み補正グラフ情報保持部５７に格納された修正内容は、たとえば次の回における制御において、補正グラフ情報保持部５４の内容として使用される。

図６〜図８に基づいて、空気調和装置１００が実行する前倒し運転と、従来技術における前倒し運転と、を比較した結果について説明する。図６〜図８では、横軸が前倒し運転開始時刻から指定された時刻までを含めた時間（分）を、縦軸が図６では圧縮機周波数（Ｈｚ）、図７では供給能力（ｋＷ）、図８では消費電力量（ｋＷｈ）を、それぞれ示している。

図６に示すように、空気調和装置１００における前倒し運転では、圧縮機１の供給能力が小さい（たとえば運転周波数６０Ｈｚ）ため運転開始時間、つまり前倒し運転が開始される時間が従来技術に比較して早くなる。一方、図７に示すように、室内温度を設定された温度にまで低下させる際に必要となる供給能力は、従来技術と同一である。そのため、図８に示すように、空気調和装置１００における最終的な消費電力量が従来技術に比較して小さくなる。結果として、空気調和装置１００によれば、従来技術に比較して省エネを図ることが可能になる。なお、冷房運転を前提に説明したが、暖房運転の場合も同様である。

空気調和装置１００では、前倒し運転の基本的な制御は従来方式と同様であるものの、前倒し運転の運転時間を長く計算するため、前倒し運転の運転開始時間を従来方式に比べて早く設定している。つまり、ユーザーにより予め定められた時刻に至るまでに実行される前倒し運転が長くなるように、前倒し運転の運転開始時間を従来方式に比べて長く設定しているのである。よって、空気調和装置１００によれば、圧縮機１の能力に配慮しつつ、効率のよい前倒し運転が実行できる。したがって、空気調和装置１００によれば、従来技術に比較して省エネを図ることが可能になる。

空気調和装置１００が実行する前倒し運転は、室内から屋外への放熱ロスが無いかほとんど小さい場合について特に効果がある。たとえば、屋外への放熱ロスが大きい負荷条件の場合、長時間かけて前倒し運転を行なうよりも、効率が多少悪くても短時間で一気に前倒し運転をしたほうがよい場合もあると考えられる、そこで、空気調和装置１００が実行する前倒し運転に加え、従来方式の前倒し運転も実行できるようにしておくとよい。空気調和装置１００が実行する前倒し運転と、従来方式の前倒し運転とは、設置条件を考慮したユーザー側でリモコン操作や制御基板に設けられているＤｉｐＳＷ（ディップスイッチ）等の選択手段が操作された際に切換可能にしておくとよい。

なお、本実施の形態では、室外機３１が２台の例を示したが、室外機３１は３台以上でも同様の効果を示すことは自明である。また、対象機器５１−ｉが室内機３２である場合を例に示したが、対象機器を室内機３２に限定するものではなく、負荷側として利用されるものたとえば給湯器等であってもよい。さらに、実施の形態では、本発明を空気調和装置１００に適用した場合を例に説明したが、冷凍システムをはじめとする冷凍サイクルを用いて冷媒回路を構成する他のシステムにも本発明を適用することができる。

１ 圧縮機、１ａ 圧縮機、１ｂ 圧縮機、２ 四方弁、２ａ 四方弁、２ｂ 四方弁、３ 室外熱交換器、３ａ 室外熱交換器、３ｂ 室外熱交換器、４ アキュムレーター、４ａ アキュムレーター、４ｂ アキュムレーター、９ 外気温度センサー、２１ 室内熱交換器、２１ａ 室内熱交換器、２１ｂ 室内熱交換器、２２ 絞り装置、２２ａ 絞り装置、２２ｂ 絞り装置、２３ 室内温度センサー、３１ 室外機、３１ａ 室外機、３１ｂ 室外機、３２ 室内機、３２ａ 室内機、３２ｂ 室内機、５０ 制御装置、５１ 対象機器、５２ センサー、５３ 温度差情報演算部、５４ 補正グラフ情報保持部、５５ 前倒し時間決定部、５６ 立ち上がり時間修正処理部、５７ 修正済み補正グラフ情報保持部、１００ 空気調和装置、１０１ ガス管、１０２ 液管。

Claims (6)

1. インバーター圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、利用側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルを有し、定められた時刻に、定められた目標温度に達するように前倒し運転を実行する冷凍サイクル装置において、
   前記前倒し運転を実行する際、
   前記インバーター圧縮機が最大能力を発揮するときの前記インバーター圧縮機の運転周波数よりも小さく、かつ、前記冷凍サイクルの効率が最大となるときの前記インバーター圧縮機の運転周波数に基づいて前記前倒し運転の運転時間を決定している
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記前倒し運転の運転時間を、
   前記目標温度、前記前倒し運転開始時における対象領域の温度、及び、前記前倒し運転開始時における外気温度に基づいて演算される温度差情報に予め関連付けておく
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記温度差情報は、
   式｜（前記目標温度−前記対象領域の温度）＋（前記対象領域の温度−前記外気温度）×係数β｜からなる式を用いて演算される
   ことを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記目標温度に到達したときまでの時間に応じて、前記前倒し運転の運転時間と前記温度差情報との関連付けを修正可能にしている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記インバーター圧縮機が最大能力を発揮するときの前記インバーター圧縮機の運転周波数よりも小さく、かつ、前記冷凍サイクルの効率が最大となるときの前記インバーター圧縮機の運転周波数に基づいて決定した前倒し運転の運転時間と、
   前記インバーター圧縮機が最大能力を発揮するときの前記インバーター圧縮機の運転周波数に基づいて決定した前倒し運転の運転時間と、を選択可能にしている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
6. インバーター圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、利用側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルを有し、定められた時刻に、定められた目標温度に達するように前倒し運転を実行する冷凍サイクル装置の制御方法において、
   前記前倒し運転を実行する際、
   前記目標温度、前記前倒し運転開始時における対象領域の温度、及び、前記前倒し運転開始時における外気温度に基づいて演算された温度差情報と、
   前記インバーター圧縮機が最大能力を発揮するときの前記インバーター圧縮機の運転周波数と、
   前記冷凍サイクルの効率が最大となるときの前記インバーター圧縮機の運転周波数と、に基づいて前記前倒し運転の運転時間として決定する
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。

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