具体实施方式

图1表示空调系统的第一结构例。空调系统构成为包含设置在住宅、大厦等室内的室内机10和设置在室外的室外机20。空调系统能够在设置有室内机10的室内包含通过无线与室内机10进行通信，用于操作室内机的操作装置(遥控器)。

室内机10与室外机20通过作为热介质的制冷剂进行循环的2根配管30、31而连接。作为制冷剂，例如使用R410a、R32等氢氟烃。另外，室内机10与室外机20为了相互通信而通过通信电缆等连接。另外，室内机10与室外机20并不限于通过通信电缆等进行有线连接，也可以使用WiFi(注册商标)等无线连接。

室内机10接受用户的操作而启动或停止。室内机10在启动时对室外机20指示启动，并通知在室内机10设定的设定温度和测定出的室温等。室内机10在从用户接受了运转模式、设定温度等运转条件的变更的情况下，也对室外机20通知变更后的运转条件。室内机10在停止时，对室外机20指示停止运转。

室内机10在运转过程中吸入室内的空气，在吸入的空气与从室外机20供给的制冷剂之间进行热交换，吹出被冷却的空气或者被加热的空气来对室内进行冷却或者加热以使室内成为设定温度。

因此，室内机10具备：热交换器11，其在室内的空气与制冷剂之间进行热交换；以及送风机(风扇)12，其将室内的空气取入到热交换器11，吹出由热交换器11进行了热交换的空气。

室内机10具备为了向室外机20通知室内的温度而检测室内温度的室内温度检测单元。作为室内温度检测单元可以使用室温传感器13。另外，室内机10具备用于检测与热交换器11连接的2根配管30、31的外壁面温度的配管温度检测单元。作为配管温度检测单元能够使用配管温度传感器14、15。并且，室内机10包含用于使制冷剂膨胀来调整在热交换器11中流动的制冷剂的流量的室内膨胀阀16。

在作为制冷使用室内机10的情况下，热交换器11作为蒸发器发挥作用，制冷剂作为液体与气体混合存在的两相流的状态(液体制冷剂)流入热交换器11。制冷剂在热交换器11中与由风扇12取入的空气进行热交换，由此液体成分蒸发，作为气体制冷剂从热交换器11排出，并输送到室外机20。液体成分以与热交换器11内的压力对应的一定温度(饱和温度)蒸发，以饱和温度或者比饱和温度高的温度从热交换器11排出。以比饱和温度高Δt的温度排出时的Δt表示相对于饱和温度的温度上升，被称为过热度。

室外机20接受来自室内机10的指令而启动，在所设定的或者从室内机10通知的运转模式下开始运转。运转模式是制冷模式、制热模式、送风模式等。室外机20根据所设定的或者从室内机10通知的设定温度、室内温度、配管温度等控制制冷剂的温度、压力、流量等。另外，室外机20接受来自室内机10的指令而停止运转。

室外机20经由配管30、31与室内机10连接，使制冷剂循环。因此，具备用于使制冷剂循环的压缩机21。由压缩机21压缩后的制冷剂气体在热交换器22中与由风扇23取入的空气进行热交换，成为高压的液体制冷剂。另外，室外机20也能够进行制热运转，因此具备用于使制冷剂流动的方向反向的四通阀25。并具备室外膨胀阀24，用于使在制热时成为高压状态的制冷剂成为低温、低压的制冷剂，并且调整制冷剂的流量。

压缩机21通过改变运转频率来改变制冷剂的流量。

室外机20具备控制装置26。控制装置26基于由室温传感器13检测出的室内温度、设定温度、配管温度以及运转模式，对压缩机21的运转频率和室外膨胀阀24的开度进行控制。另外，根据所设定的运转模式来切换四通阀25。

压缩机21的运转频率存在下限，在压缩机21即使以最低运转频率运转产生能力仍大于室内负荷的情况下，无法通过连续运转将室内温度维持为设定温度。因此，执行重复进行热开启和热关闭的间歇运转，将室内温度维持在设定温度。然而，若进行间歇运转，则与连续运转相比，设备的效率、可靠性降低，室内温度也变动，因此存在损害舒适性的问题。

因此，室外机20具备频率传感器27来作为检测压缩机21的运转频率的频率检测单元，控制装置26构成为根据由室温传感器13检测出的室温以及该室温在预定时间内的变化量、由频率传感器27检测出的运转频率来控制室内膨胀阀16的开度。

控制装置26在压缩机21在最低运转频率附近运转的情况下，减小室内膨胀阀16的开度，减小向热交换器11流入的制冷剂的流量，减小产生的空调能力(制冷能力)。由此，即使压缩机21以最低运转频率进行动作，也能够进一步降低制冷能力，因此，即使是以往需要压缩机21间歇运转的空调负荷，也能够避免压缩机21的间歇运转。以下对其详细情况进行说明。

图2表示空调系统中使用的控制装置26的硬件结构的一例。控制装置26具备CPU40、闪存41、RAM42、通信I/F43以及控制I/F44。CPU40等结构要素与总线45连接，经由总线45进行信息等的交换。

闪存41存储由CPU40执行的程序和各种数据等。RAM42对CPU40提供作业区域。CPU40通过将闪存41中存储的程序读出到RAM42中并执行，实现上述控制。

通信I/F43与室内机10连接，从室内机10接收室内温度、液体配管温度、气体配管温度等信息。另外，通信I/F43还接收来自频率传感器27的信息。控制I/F44与压缩机21、风扇23、室外膨胀阀24、四通阀25、室内膨胀阀16连接，进行各个设备的控制。

在此，控制装置26通过由CPU40从闪存41读出并执行程序来实现上述的控制，但也可以使用电路等硬件来实现上述控制。

以下，作为制冷运转时的控制来详细说明具体的控制。图3是表示室内膨胀阀16的开度控制的第一例的流程图。该控制在开始了制冷运转的阶段从步骤100开始。在步骤101中，判定运转频率F是否小于比最低运转频率F_min大的任意的频率(频率阈值)F_d。对最低运转频率F_min具有一定的余量来决定频率阈值F_d，使得在开始室内膨胀阀16的开度控制之前不进入间歇运转。关于室内膨胀阀16的开度控制，重复步骤101的判定直到判定为F小于F_d为止。

当在步骤101判定为F小于F_d的情况下，进入步骤102，判定室内的空调负荷与制冷产生能力的差RL是否小于负荷阈值RL_th。

能够使用设定温度、由室温传感器13检测出的检测值(室温)、预定时间内的室温的变化量来检测室内的空调负荷与产生能力的差RL。关于预定时间，由于在如室内膨胀阀16的控制所花费的时间(数秒左右)那样的短时间内，变化量过小，无法检测变化量，在长时间内，在该期间有可能进入间歇运转，因此能够将预定时间设为例如数分钟左右。

在判定为RL为RL_th以上的情况下，制冷能力相对于空调负荷相对小不需要减小能力，因此不进行室内膨胀阀16的开度控制。因此，返回到步骤101，继续控制。

另一方面，当在步骤102中判定为RL比RL_th小的情况下，由于制冷能力相对于空调负荷相对大，所以进入步骤103，为了降低制冷剂的流量，减小室内膨胀阀16的开度。若减小了室内膨胀阀16的开度，则使制冷剂的流量降低，并且由于压力低，两相制冷剂以更小的热交换量成为气相，因此热交换器11的作为蒸发器发挥作用的导热管的部分的面积(有效面积)也变小。室内的空气主要通过制冷剂蒸发时的潜热而被冷却，因此有效面积变小，由此能够使制冷能力降低。通过制冷能力降低，能够使制冷剂全部蒸发，并且赋予过热度来从热交换器11排出。

控制装置26基于设定温度和室温传感器13的检测值，控制压缩机21的转速，并控制室外膨胀阀24的开度使得将过热度保持在一定范围内。因此，在室内负荷大的情况下，控制装置26提高压缩机21的转速来增大制冷剂的循环量，若室内负荷变小，则降低压缩机21的转速来减小制冷剂的循环量。

即使在室内负荷逐渐变小，压缩机21的运转成为最低运转频率的情况下，通过减小室内膨胀阀16的开度来使制冷能力降低，即使压缩机21以最低运转频率持续运转，也能够维持室温。因此，能够维持压缩机21的连续运转。

在步骤103中减小了室内膨胀阀16的开度之后，返回步骤101，继续控制。另外，在停止了空调系统的运转的情况下，还结束该控制。

图4表示现有的控制和图3所示的室内膨胀阀16的开度控制中的运转开始后的消耗电力的时间履历，其中，虚线涉及现有控制，实线涉及本控制。现有的控制是重复进行间歇运转的控制，用虚线表示时间履历。在现有的控制中，若成为热关闭，则消耗电力成为零，但在热开启时消耗大量电力。另一方面，若进行室内膨胀阀16的开度控制(本控制)，则不产生热关闭/热开启，仅消耗一定的低电力，因此由时间轴和实线包围的总的消耗电力(消耗电力的时间积分的值)与同样由时间轴和虚线包围的现有控制的总消耗电力相比变小。因此，本控制与现有控制相比能够降低耗电。

图3所示的控制是仅减小室内膨胀阀16的开度的控制，但是，当由于外部气温的上升等，室温上升，空调负荷变大时，有时希望提高已降低的制冷能力。另外，在空调负荷增大的情况下，当制冷剂的循环量仍然小，蒸发器的有效面积也仍然小时，成为低效的运转。因此，参照图5来说明能够提高制冷能力的控制。

图5是表示室内膨胀阀16的开度控制的第二例的流程图。从步骤200开始，与图3所示的控制同样地，在步骤201中，判定运转频率F是否比频率阈值F_d小。在判定为F小于F_d的情况下，进入步骤202，判定室内的空调负荷与制冷产生能力的差RL是否小于阈值RL_th。并且，在判定为RL比RL_th小的情况下，进入步骤203，为了降低制冷剂的流量，减小室内膨胀阀16的开度。在减小室内膨胀阀16的开度之后，返回步骤201，继续控制。

当在步骤201中判定为F为F_d以上的情况下，或者在步骤202中判定为RL为RL_th以上的情况下，进入步骤204，增大室内膨胀阀16的开度。在F为F_d以上的情况下，表示需要提高制冷能力，为了提高制冷能力，增大制冷剂的循环量，减小热交换器11的出口侧的过热度来增大有效面积，为此增大室内膨胀阀16的开度。在RL为RL_th以上的情况下，表示与制冷产生能力相比空调负荷相对变大，当空调负荷变大，但制冷剂的循环量仍然小，有效面积也仍然小时，成为低效的运转，因此增大室内膨胀阀16的开度，使制冷剂的循环量增大。

在增大室内膨胀阀16的开度之后，返回步骤201，继续控制。在该情况下，在停止了空调系统的运转的情况下，结束控制。

图5所示的控制是减小或增大室内膨胀阀16的开度的控制，但是当一度使开度大幅变化时，室温会产生变动。另外，有时根据空调负荷，不进行变更而维持室内膨胀阀16的开度的情况室温的变动小。这是因为当室温产生变动，其变动大时，损害舒适性。因此，参照图6来说明能够调整并维持室内膨胀阀16的开度的控制。

图6是表示室内膨胀阀16的开度控制的第三例的流程图。图6所示的步骤301、302与图5所示的步骤201、202相同，因此省略说明。

当在步骤302中判定为RL比RL_th小的情况下，进入步骤303，判定预定时间的室温的变化量dT_in是否小于预先设定的开度开始减小变化量dT_dec。该dT_dec是成为开始减小室内膨胀阀16的开度的基准的室温的变化量。能够将室温的变化量dT_in计算为预定时间的室温传感器13的检测值的变化量。

当在步骤303中判定为dT_in小于dT_dec的情况下，由于室温急剧下降，因此需要降低制冷能力，因此进入步骤304，根据室温的变化量dT_in来运算室内膨胀阀16的开度的变化量，根据该变化量使室内膨胀阀16的开度减小。然后，返回步骤301，继续控制。

当在步骤303中判定为dT_in为dT_dec以上的情况下，进入步骤305，判定室温T_in与设定温度T_set的温度差是否小于预先设定的开度开始减小温度差ΔT_dec。ΔT_dec是成为开始减小室内膨胀阀16的开度的基准的、室温与设定温度的温度差。在判定为温度差比ΔT_dec小的情况下，作为室温的变化量比dT_dec大，但由于室温低需要降低制冷能力，因此进入步骤304，使室内膨胀阀16的开度减小。然后，返回步骤301，继续控制。

另一方面，当在步骤305中判定为温度差为ΔT_dec以上的情况下，能够判断为室温未下降，若进行减小室内膨胀阀16开度的控制，则有可能过度减小产生能力而使室温上升。因此，进入步骤306，将室内膨胀阀16的开度维持为当前的开度。然后，返回步骤301，继续控制。

当在步骤301中判定为F为F_d以上的情况下，或者在步骤302中判定为RL为RL_th以上的情况下，进入步骤307，判定dT_in是否大于预先设定的开度开始增大变化量dT_inc。dT_inc是成为开始增大室内膨胀阀16的开度的基准的室温的变化量。在dT_in大于dT_inc的情况下，表示由于外部气温的上升等室温大幅变化，因此需要增大室内膨胀阀16的开度而使制冷剂的流量增大。因此，在判定为dT_in大于dT_inc的情况下，进入步骤308，根据室温传感器13的检测值的变化量，运算室内膨胀阀16的开度的变化量，使室内膨胀阀16的开度增大。

当在步骤307中判定为dT_in为dT_inc以下的情况下，进入步骤309，判定室温T_in与设定温度T_set的温度差是否大于预先设定的开度开始增大温度差ΔT_inc。ΔT_inc是成为开始增大室内膨胀阀16的开度的基准的、室温与设定温度的温度差。在温度差大于ΔT_inc的情况下，需要增大室内膨胀阀16的开度来增大制冷剂的流量，因此进入步骤308。另一方面，若在温度差为ΔT_inc以下的情况下进行了增大室内膨胀阀16的开度的控制，则有可能室温未上升却提高了制冷能力，使室温降低。因此，进入步骤310，将室内膨胀阀16的开度维持为当前的开度。然后，返回步骤301，继续控制。

这样，通过进行调整并维持室内膨胀阀16的开度的控制，能够使室温更稳定。在该情况下，在停止了空调系统的运转的情况下，结束控制。

图6所示的控制是调整并维持室内膨胀阀16的开度的控制，但通过使用配管温度传感器14、15的检测值，能够进行使室内热交换器出口侧的制冷剂过热度为目标值的控制。因此，参照图7来说明使用了配管温度传感器14、15的检测值的控制。

图7是表示室内膨胀阀16的开度控制的第四例的流程图。在该情况下，仅说明与图5所示的处理不同的部分。在步骤403中，判定dT_in是否小于过热度开始增大变化量dT_inc。在图6所示的例子中，dT_inc是开度开始增大变化量，但在本例中设为过热度开始增大变化量。同样地，在该例子中使dT_dec为过热度开始减小变化量，使ΔT_inc为过热度开始增大温度差，使ΔT_dec为过热度开始减小温度差。

dT_inc是成为开始增大过热度的基准的室温的变化量，dT_des是成为开始减小过热度的基准的室温的变化量。ΔT_inc是成为开始增大过热度的基准的、室温与设定温度的温度差，ΔT_dec是成为开始减小过热度的基准的、室温与设定温度的温度差。

在步骤404中，基于室温传感器13的检测值和预定时间的室温传感器13的检测值的变化量，运算热交换器11的制冷剂的出口侧的目标过热度。在该情况下，减小制冷剂的流量，赋予过热度来使有效面积减小，由此使制冷能力降低，因此过热度增大。

在步骤405中，运算使室内热交换器出口侧的制冷剂过热度成为在步骤404中求出的目标过热度那样的室内膨胀阀16的开度的变化量，并控制室内膨胀阀16的开度。在此，使室内膨胀阀16的开度减小。然后，返回到步骤401，继续控制。

当在步骤406中判定为T_in与T_set的温度差小于ΔT_inc的情况下，进入步骤404，在判定为T_in与T_set的温度差为ΔT_inc以上的情况下，进入步骤407。在步骤407中，与步骤404同样地运算目标过热度，但不降低制冷能力，因此将过热度维持为当前的过热度，在步骤408中，将室内膨胀阀16的开度维持为当前的开度。然后，返回到步骤401，继续控制。

当在步骤409中判定为dT_in大于dT_dec的情况下，进入步骤410，与步骤404同样地运算目标过热度。在该情况下，使制冷剂的流量增大，减小过热度来使有效面积增大，由此提高制冷能力，因此过热度减小。

在步骤411中，与步骤405同样地运算使室内热交换器出口侧的制冷剂过热度成为在步骤410中求出的目标过热度那样的室内膨胀阀16的开度的变化量，控制室内膨胀阀16的开度。在该情况下，使室内膨胀阀16的开度增大。然后，返回到步骤401，继续控制。

当在步骤412中判定为T_in与T_set的温度差为ΔT_dec以下的情况下，进入步骤410，在判定为T_in与T_set的温度差大于ΔT_dec的情况下，进入步骤413。在步骤413中，与步骤404同样地运算目标过热度，但不增大制冷能力，因此将过热度维持为当前的过热度，在步骤414中，将室内膨胀阀16的开度维持为当前的开度。然后，返回到步骤401，继续控制。在该情况下，在停止了空调系统的运转的情况下，结束控制。

至此，说明了通过室外机20具备的控制装置26执行室内膨胀阀16的开度控制，但室内膨胀阀16的开度控制并不限于由控制装置26执行。例如，既可以通过室内机10所具备的控制装置来执行，也可以通过与室内机10、室外机20分开设置的集中控制装置等来执行。

空调系统并不限于由一台室内机10和一台室外机20来构成。因此，也可以是在1台室外机20连接有多个室内机10的系统或将多个室外机20与多个室内机10连接的系统。图8表示在1台室外机20连接有多个室内机10的系统的例子。在图8所示的例子中，将3台室内机10a～10c与室外机20连接。

各室内机10a～10c被设置在各室内，将各室内的室温调整为设定温度。各室内机10a～10c分别具备室内膨胀阀16a～16c，因此能够对每个室内调整制冷能力。因此，即使在每个室内的空调负荷不同的情况下，也能够避免间歇运转，并且使各室内的室温稳定。

通过避免间歇运转来实现连续运转，也能够降低消耗电力，另外，能够减少启动、停止的次数，因此能够提高设备的效率，故障等也减少，因此还能够提高可靠性。另外，由于能够使室温稳定，因此能够维持舒适性。

在至此说明的例子中，检测压缩机21的运转频率F，在检测出的运转频率F比频率阈值F_d小且空调负荷与能力的差RL比负荷阈值RL_th小的情况下，进行室内膨胀阀16的开度控制。因此，在存在多个室内机10，例如除了1个室内机10之外，空调负荷与能力的差RL比负荷阈值RL_th小，然而该1个室内机10的负荷大，F超过F_d的情况下，也一律不进行室内膨胀阀16的开度控制。由此，无法使室温稳定，无法维持舒适性。

因此，在图3、图5～图7所示的开度控制中，作为删除了步骤101、步骤201、步骤301、步骤401的开度控制，仅通过判断差RL是否小于负荷阈值RL_th，就能够控制室内膨胀阀16的开度。在图9～图12中，将各开度控制表示为第五～第八的例子。

图9是表示室内膨胀阀16的开度控制的第五例的流程图。在该控制中，在开始了制冷运转的阶段从步骤500开始。在步骤501中，不判定运转频率F是否小于频率阈值F_d，仅判定室内的空调负荷与制冷产生能力的差RL是否小于负荷阈值RL_th。步骤502与图3的步骤103相同，因此在此省略说明。

图10是表示室内膨胀阀16的开度控制的第六例的流程图。从步骤600开始，在步骤601中，与图9所示的例子相同地判定差RL是否小于负荷阈值RL_th。步骤602及以后的处理与图5的步骤203及以后的处理相同。

图11是表示室内膨胀阀16的开度控制的第七例的流程图。从步骤700开始，在步骤701中，与图9和图10所示的例子同样地判定差RL是否小于负荷阈值RL_th。步骤702及以后的处理与图6的步骤303及以后的处理相同。

图12是表示室内膨胀阀16的开度控制的第八例的流程图。从步骤800开始，在步骤801中，与图9～图11所示的例子同样地判定差RL是否小于负荷阈值RL_th。步骤802及以后的处理与图7的步骤403及以后的处理相同。

如图9～图12所示的例子那样，仅通过判定差RL是否小于负荷阈值RL_th，能够与当前的运转频率无关地使本控制动作。由此，能够避免一律不进行室内膨胀阀16的开度控制的情况，对于RL比RL_th小的室内机10的室内膨胀阀16适当地进行开度控制，能够使室温稳定，维持舒适性。

至此，通过上述的实施方式详细说明了本发明的室内机、空调系统以及控制方法，但本发明并不限于上述实施方式，能够以其他实施方式来实施，或者能够进行追加、变更、删除等在本领域技术人员能够想到的范围内进行变更，在任一方式中只要起到本发明的作用、效果，都包含在本发明的范围内。

附图标记的说明

10、10a-10c…室内机 11、11a-11c…热交换器 12、12a-12c…风扇 13、13a-13c…室温传感器 14、14a-14c、15、15a-15c…配管温度传感器 16、16a-16c…室内膨胀阀 20…室外机 21…压缩机 22…热交换器 23…风扇 24…室外膨胀阀 25…四通阀 26…控制装置 27…频率传感器 30、31…配管 40…CPU 41…闪存 42…RAM 43…通信I/F 44…控制I/F 45…总线。