(57)【要約】【課題】蒸発器として機能する熱交換器の除湿能力を確保することができ、再熱除湿運転の性能を向上させることができる空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との混合冷媒が循環する冷媒回路１０と、四路切換弁１２と、制御部２０とを備える。四路切換弁１２は、冷媒回路１０内の冷媒の循環方向を切り換える。冷媒回路１０には、冷房運転時に蒸発器として機能し、再熱除湿運転時に凝縮器として機能する第１熱交換部１５と、冷房運転時及び再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部１６とが含まれる。制御部２０は、再熱除湿運転時には暖房サイクルが行われるように、四路切換弁１２の切換制御を行うと共に、第２熱交換部１６内を流れる冷媒の温度が所定範囲内に保たれるように、冷媒の温度を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１１）と熱源側熱交換器（１３）と第１膨張機構（１４）と利用側熱交換器（１５，１６）とを含む冷媒回路（１０）と、
前記冷媒回路（１０）内の冷媒の循環方向を切り換える切り換え機構（１２）と、
冷房運転時には冷房サイクルが行われ暖房運転時には暖房サイクルが行われるように、前記切り換え機構（１２）の前記循環方向の切り換え制御を行う制御部（２０）と、
を備え、
前記利用側熱交換器（１５，１６）は、冷房運転時に蒸発器として機能し再熱除湿運転時に凝縮器として機能する第１熱交換部（１５）と、冷房運転時及び再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部（１６）とを有し、
前記冷媒は、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）で示され且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む混合冷媒であって、
前記制御部（２０）は、再熱除湿運転時、前記暖房サイクルが行われるように前記切り換え機構（１２）の前記循環方向の切り換え制御を行うと共に、前記第２熱交換部（１６）内を流れる前記冷媒の温度が所定範囲内に保たれるように、前記冷媒の温度を制御する、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記冷媒回路（１０）は、前記第１熱交換部（１５）及び前記第２熱交換部（１６）の間に設けられる第２膨張機構（１７）、を更に含み、
前記制御部（２０）は、前記第２膨張機構（１７）の開度を調整することで、前記冷媒の温度を制御する、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記制御部（２０）は、前記再熱除湿運転時、前記第２膨張機構（１７）を流出した前記冷媒が前記第２熱交換部（１６）に流入する際の、前記第２熱交換部（２６）の流入口付近の温度が、水の氷結する温度以上となるように、前記第２膨張機構（１７）の開度を調整する、
請求項２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記冷媒は、更にジフルオロメタンを含む混合冷媒である、
請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【請求項５】
前記所定範囲は、前記第２熱交換部（１６）の表面温度が露点温度以下となる範囲である、
請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【請求項６】
前記再熱除湿運転において、前記第２熱交換部（１６）における前記冷媒の流入口に設けられた第１パスの数は、前記冷媒の流出口に設けられた第２パスの数よりも少ない、
請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【請求項７】
前記再熱除湿運転において、前記第２熱交換部（１６）における前記冷媒の流入口に設けられた第３パスの径は、前記冷媒の流出口に設けられた第４パスの径よりも小さい、
請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和装置には、冷暖房運転だけではなく、再熱除湿運転を行うことが可能なものがある。また、このような空気調和装置に用いられる冷媒としては、クロロフルオロ炭化水素、フルオロ炭化水素、これらの非沸組成物等が知られている。具体的な冷媒としては、Ｒ−１１（トリクロロモノフルオロメタン）、Ｒ−２２（モノクロロジフルオロメタン）、Ｒ５０２（Ｒ−２２＋クロロペンタフルオロエタン）等が、主に利用されている。
【０００３】
しかしながら、オゾン層が破壊されると地球上の生態系に悪影響を及ぼすことが指摘され、オゾン層を破壊する危険性の高い冷媒については、使用が制限されるという国際的な取り決めがなされている。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１に示されるように、仮に空気調和装置から大気中に漏れだしたとしても、オゾン層を破壊する危険性が極めて低い冷媒が提案されている。具体的に、特許文献１には、塩素原子及び臭素原子を含まない冷媒が開示されている。
【特許文献１】特開平４−１１０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された冷媒以外に、オゾン層を破壊する危険性が極めて低い冷媒として、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍ＝１〜５、ｎ＝１〜５、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で示され、かつ、分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む混合冷媒がある。近年では、この混合冷媒を用いた空気調和装置の開発が行われている。しかしながら、この混合冷媒は、同一圧力において乾き度が大きいと温度が上昇するという特性を有している。そのため、蒸発器内に流入する時の冷媒の温度と蒸発器から流出する時の冷媒の温度との差が比較的大きくなる場合がある。すると、この混合冷媒を用いた空気調和装置において、再熱除湿運転が行われた場合、蒸発器として機能する熱交換器内を流れる冷媒の温度が上昇してしまい、該熱交換器の除湿能力を確保することが困難となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、蒸発器として機能する熱交換器の除湿能力を確保することができ、再熱除湿運転の性能を向上させることができる空気調和装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明１に係る空気調和装置は、冷媒回路と、切り換え機構と、制御部とを備える。冷媒回路は、圧縮機、熱源側熱交換器、第１膨張機構及び利用側熱交換器を含む。切り換え機構は、冷媒回路内の冷媒の循環方向を切り換える。制御部は、冷房運転時には冷房サイクルが行われ、暖房運転時には暖房サイクルが行われるように、切り換え機構の循環方向の切り換え制御を行う。利用側熱交換器は、第１熱交換部及び第２熱交換部を有する。第１熱交換部は、冷房運転時に蒸発器として機能し、再熱除湿運転時に凝縮器として機能する。第２熱交換部は、冷房運転時及び再熱除湿運転時に蒸発器として機能する。冷媒は、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）で示され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む混合冷媒である。そして、制御部は、再熱除湿運転時には暖房サイクルが行われるように、切り換え機構の循環方向の切り換え制御を行う。更に、制御部は、第２熱交換部内を流れる冷媒の温度が所定範囲内に保たれるように、冷媒の温度を制御する。
【０００８】
この空気調和装置によると、再熱除湿運転時には、暖房サイクルが行われると共に、蒸発器として機能する第２熱交換部内を流れる冷媒の温度は所定範囲内に保たれる。ここで、所定範囲が、第２熱交換部が除湿を行うことができる温度範囲であるとすると、第２熱交換部の表面温度は除湿できる温度以下に保たれるため、再熱除湿運転の性能を向上させることができる。
【０００９】
発明２に係る空気調和装置は、発明１に係る空気調和装置であって、冷媒回路は、第２膨張機構を更に含む。第２膨張機構は、第１熱交換部及び第２熱交換部の間に設けられる。そして、制御部は、第２膨張機構の開度を調整することで、冷媒の温度を制御する。
【００１０】
この空気調和装置によると、第１熱交換部と第２熱交換部との間の第２膨張機構の開度が調整されることにより、第２熱交換部内の冷媒の温度が所定範囲内に保たれるようになる。
【００１１】
発明３に係る空気調和装置は、発明２に係る空気調和装置であって、制御部は、再熱除湿運転時、第２膨張機構を流出した冷媒が第２熱交換部に流入する際の、第２熱交換部の流入口付近の温度が、水の氷結する温度以上となるように、第２膨張機構の開度を調整する。
【００１２】
この空気調和装置によると、再熱除湿運転時には、第２熱交換部の流入口付近の温度（即ち、第２交換部の流入口の周囲温度）が水の氷結する温度以上となるように、第２膨張機構の開度を調節することによって冷媒の温度が制御されるため、第２熱交換部の流入口付近が着霜してしまうのを防ぐことができる。
【００１３】
発明４に係る空気調和装置は、発明１〜３のいずれかに係る空気調和装置であって、冷媒は、更にジフルオロメタンを含む混合冷媒である。
【００１４】
冷媒がジフルオロメタン（即ち、ＨＦＣ―３２）を含む混合冷媒である場合、同一圧力において乾き度が比較的大きいと温度が上昇するといった特性が顕著となる。しかし、この空気調和装置は、ＨＦＣ−３２を含む混合冷媒を採用しても、再熱除湿運転時には暖房サイクルを行い、かつ蒸発器として機能する第２熱交換部内を流れる冷媒の温度を所定範囲内に保つため、再熱除湿運転の性能を向上させることが可能となる。
【００１５】
発明５に係る空気調和装置は、発明１〜４のいずれかに係る空気調和装置であって、所定範囲は、第２熱交換部の表面温度が露点温度以下となる範囲である。
【００１６】
この空気調和装置は、再熱除湿運転時、第２熱交換部の表面温度が露点温度以下となるように冷媒の温度を制御するため、第２熱交換部は、確実に除湿できるようになる。
【００１７】
発明６に係る空気調和装置は、発明１〜５のいずれかに係る空気調和装置であって、再熱除湿運転において、第２熱交換部における冷媒の流入口に設けられた第１パスの数は、冷媒の流出口に設けられた第２パスの数よりも少ない。
【００１８】
この空気調和装置によると、再熱除湿運転時における第２熱交換部の流入口側の第１パスは、第２熱交換部の流出口側の第２パスよりも本数が少ないため、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部の流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につけることができる。
【００１９】
発明７に係る空気調和装置は、発明１〜６のいずれかに係る空気調和装置であって、再熱除湿運転において、第２熱交換部における前記冷媒の流入口に設けられた第３パスの径は、冷媒の流出口に設けられた第４パスの径よりも小さい。
【００２０】
この空気調和装置によると、再熱除湿運転時における第２熱交換部の流入口側の第１パスは、第２熱交換部の流出口側の第２パスよりも径が小さいため、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部の流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につけることができる。
【発明の効果】
【００２１】
発明１に係る空気調和装置によると、再熱除湿運転の性能を向上させることが可能となる。
【００２２】
発明２に係る空気調和装置によると、第１熱交換部と第２熱交換部との間の第２膨張機構の開度が調整されることにより、第２熱交換部内の冷媒の温度が所定範囲内に保たれるようになる。
【００２３】
発明３に係る空気調和装置によると、第２熱交換部の流入口付近が着霜してしまうのを防ぐことができる。
【００２４】
発明４に係る空気調和装置によると、ＨＦＣ−３２を含む混合冷媒を採用しても、再熱除湿運転時には暖房サイクルを行い、かつ蒸発器として機能する第２熱交換部内を流れる冷媒の温度を所定範囲内に保つため、再熱除湿運転の性能を向上させることが可能となる。
【００２５】
発明５に係る空気調和装置によると、第２熱交換部は、確実に除湿できるようになる。
【００２６】
発明６及び７に係る空気調和装置によると、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部の流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本実施形態に係る空気調和装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１の外観図である。本実施形態に係る空気調和装置１は、図１に示すように、室外機２と室内機３とに分かれて構成されたセパレートタイプの空気調和装置であって、室外機２及び室内機３は、冷媒配管４ａ，４ｂによって接続されている。このような空気調和装置１は、冷房運転、暖房運転及び再熱除湿運転を行うことができる。尚、空気調和装置１がどの種類の運転を行うかは、リモートコントローラＲｅを介してユーザにより指示される。
【００２９】
そして、空気調和装置１は、図２に示すように、主として、冷媒回路１０と、冷媒回路１０内を循環する冷媒と、冷媒回路１０内の冷媒の循環方向を切り換える四路切換弁１２（切り換え機構に相当）と、四路切換弁１２の循環方向の切り換え制御等を行う制御部２０とを備える。
【００３０】
〔冷媒〕
ここで、本実施形態において用いられる冷媒について説明する。冷媒としては、Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）の分子式で示され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む混合冷媒が用いられる。つまり、冷媒には、蒸発中に温度が変化する度合いが比較的大きい特性を有する冷媒を用いる。尚、分子式：Ｃ3ＨmＦnで示される冷媒の例としては、ＨＦＯ−１２２５ｙｅ（１，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロペン、化学式：ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨＦ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン、化学式：ＣＦ3−ＣＨ＝ＣＨＦ）、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ（１，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン、化学式：ＣＨＦ2−ＣＦ＝ＣＨＦ）、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ（３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン、化学式：ＣＦ3−ＣＨ＝ＣＨ2）、１，２，２−トリフルオロ−１−プロペン（化学式：ＣＨ3−ＣＦ＝ＣＦ2）、２−フルオロ−１−プロペン（化学式：ＣＨ3−ＣＦ＝ＣＨ2）等が挙げられる。
【００３１】
本発明において用いられる混合冷媒としては、上述した単一冷媒を含む混合冷媒が挙げられる。具体的には、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）とＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）との混合冷媒や、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）とＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）との混合冷媒等が挙げられるが、本実施形態では、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との混合冷媒を用いる場合を例に取る。ここで、この混合冷媒の組成としては、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７０質量％以上９４質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が６質量％以上３０質量％以下がよく、好ましくは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７質量％以上８７質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が１３質量％以上２３質量％以下がよく、さらに好ましくは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの割合が７７質量％以上７９質量％以下でＨＦＣ−３２の割合が２１質量％以上２３質量％以下（例えば、７８質量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと２２質量％のＨＦＣ−３２との混合冷媒）がよい。
【００３２】
〔冷媒回路及び四路切換弁〕
次に、本実施形態に係る冷媒回路１０及び四路切換弁１２について、主に図２〜図４を用いて説明する。冷媒回路１０は、室外機２に設けられた熱源側回路１０ａと、室内機３に設けられた利用側回路１０ｂとを有する。熱源側回路１０ａには、主として、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３（熱源側熱交換器に相当）及び室外側膨張弁１４（第１膨張機構に相当）が接続されている。利用側回路１０ｂには、第１熱交換部１５及び第２熱交換部１６を含む室内熱交換器（利用側熱交換器に相当）、及び室内側膨張弁１７（第２膨張機構に相当）が接続されている。
【００３３】
圧縮機１１は、吸入側が四路切換弁１２の第１ポートａ１に接続され、吐出側が四路切換弁１２の第２ポートａ２に接続されている。圧縮機１１は、可変容量型のいわゆる全密閉型に構成されており、吸入側から吸入した冷媒を圧縮して吐出側へ吐出する。
【００３４】
四路切換弁１２は、第３ポートａ３が室外熱交換器１３の一端と接続され、第４ポートａ４が室内熱交換器における第１熱交換部１５の一端に接続されている。そして、四路切換弁１２は、第１ポートａ１と第４ポートａ４とが内部で連結すると共に第２ポートａ２と第３ポートａ３とが内部で連結する第１状態と（図２）、第１ポートａ１と第３ポートａ３とが内部で連結すると共に第２ポートａ２と第４ポートａ４とが内部で連結する第２状態（図３，図４）とを採り得る。尚、四路切換弁１２が第１状態及び第２状態のいずれを採るかは、後述する制御部２０により決定される。
【００３５】
室外熱交換器１３は、一端が四路切換弁１２の第３ポートａ３に接続されており、他端が室外側膨張弁１４に接続されている。このような室外熱交換器１３は、図示してはいないが、一方向に積層された複数のフィンと、該フィンを貫通する複数の伝熱管とにより構成されており、各伝熱管の端部は、冷媒回路１０における配管（冷媒配管４ａまたは４ｂ）に接続されている。室外熱交換器１３は、室外機２内部に設けられた室外ファン（図示せず）によって取り込まれた室外空気と、冷媒回路１０内を循環する冷媒との間で熱交換を行う。このようにして熱交換が行われた後の空気は、室外に排出される。
【００３６】
室外側膨張弁１４は、室外熱交換器１３と室内熱交換器における第２熱交換部１６との間に接続されている。室外側膨張弁１４は、流入してきた冷媒を減圧させ、減圧された冷媒を流出する。
【００３７】
室内熱交換器は、室内機３内部に設けられた室内ファン（図示せず）によって取り込まれた室内空気と、冷媒回路１０内を循環する冷媒との間で熱交換を行う。具体的に、室内熱交換器の第１熱交換部１５は、一端が四路切換弁１２の第４ポートａ４に接続されている。第１熱交換部１５は、冷房運転時には蒸発器として機能し（図２）、暖房運転時及び再熱除湿運転時には、凝縮器として機能する（図３，図４）。第２熱交換部１６は、一端が室外側膨張弁１４に接続されている。第２熱交換部１６は、冷房運転時及び再熱除湿運転時には、蒸発器として機能し、暖房運転時には、凝縮器として機能する。このような第１及び第２熱交換部１５，１６によって熱交換が行われた後の空気は、室内ファンによって室内に供給されるようになる。
【００３８】
尚、第１熱交換部１５及び第２熱交換部１６それぞれは、室外熱交換器１３と同様、一方向に積層された複数のフィンと、該フィンを貫通する複数の伝熱管とにより構成されており、各伝熱管の端部は、冷媒回路１０における配管（具体的には、冷媒配管４ａまたは４ｂ）に接続されている。従って、第１及び第２熱交換部１５，１６と配管との間には、複数のパスが形成されているが、本実施形態では、再熱除湿運転の際、第２熱交換部１６における冷媒の流入口（図４の点ｃ３側）に設けられた第１パスの本数が、冷媒の流出口（図４の点ｃ４側）に設けられた第２パスの本数よりも少なくなるように、パス取りがなされている。つまり、第２熱交換部１６の流入口側における第１パスの本数よりも、流出口側における第２パスの本数の方が多い。これにより、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部１６の流出口側（つまり、図４の点ｃ４側）における冷媒の圧力損失を積極的につけることができる。
【００３９】
室内側膨張弁１７は、第１熱交換部１５と第２熱交換部１６との間に設けられており、室外側膨張弁１４と同様、流入してきた冷媒を減圧して流出する役割を担う。
【００４０】
このような冷媒回路１０及び四路切換弁１２によると、冷房運転時には、四路切換弁１２が第１状態を採り（図２）、冷媒が図２の矢印の方向に循環することで、冷房サイクルが行われるようになる。この時、室外熱交換器１３は凝縮器、第１熱交換部１５及び第２熱交換部１６は共に蒸発器として機能し、室内には冷たい空気が供給されるようになる。また、暖房運転時には、四路切換弁１２が第２状態を採り（図３）、冷媒が図３の矢印の方向に循環することで、暖房サイクルが行われるようになる。この時、室外熱交換器１３は蒸発器、第１熱交換部１５及び第２熱交換部１６は共に凝縮器として機能し、室内には暖かい空気が供給されるようになる。更に、再熱除湿運転時には、四路切換弁１２が第２状態を採り（図４）、冷媒が図４の矢印の方向に循環することで、暖房サイクルと同様のサイクルが再熱除湿サイクルとして行われるようになる。この時、室外熱交換器１３は蒸発器、第１熱交換部１５は凝縮器、第２熱交換部１６は蒸発器として機能し、室内には除湿されると共に温められた空気が供給されるようになる。
【００４１】
〔制御部〕
制御部２０は、主として、ＣＰＵ及びメモリからなるマイクロコンピュータで構成されている。制御部２０は、冷媒回路１０を構成する各種機器の駆動部（具体的には、圧縮機１１の圧縮機用モータ、四路切換弁１２の駆動用モータ、室外側膨張弁１４の駆動部、室内側膨張弁１７の駆動部等）と接続されており、接続された各駆動部の駆動制御を行う。具体的には、制御部２０は、圧縮機１１の起動及び容量制御や、各膨張弁１４，１７の開度調整、空気調和装置１の運転種類に基づく四路切換弁１２の循環方向の切換制御等を行う。例えば、制御部２０は、冷房運転時には四路切換弁１２が第１状態を採ることで冷房サイクルが行われ、暖房運転時には四路切換弁１２が第２状態を採ることで暖房サイクルが行われるように、四路切換弁１２の切換制御を行う。特に、本実施形態に係る制御部２０は、再熱除湿運転時には、本実施形態に係る再熱除湿サイクル（図４）、即ち暖房サイクル（図３）と同様のサイクルが行われるように、四路切換弁１２の第２ポートａ２及び第４ポートａ４、第１ポートａ１及び第３ポートａ３それぞれを接続させる切換制御を行う。つまり、制御部２０は、再熱除湿運転時には、四路切換弁１２が第２状態を採るように、四路切換弁１２の切換制御を行う。
【００４２】
更に、制御部２０は、再熱除湿運転時には、室内側膨張弁１７の開度を調整することで冷媒の温度を制御する。具体的には、制御部２０は、第２熱交換部１６内を流れる冷媒の温度が所定範囲内に保たれるように、室内側膨張弁１７の開度を調整する。ここで、所定範囲としては、図５に示すように、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下となるような温度が挙げられる。つまり、制御部２０は、再熱除湿運転時、第２熱交換部１６内を流れる冷媒が、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下を保つように、室内側膨張弁１７の開度を調整する。再熱除湿運転時、蒸発器として機能する第２熱交換部１６には、液化した冷媒が流入する。この冷媒は、第２熱交換部１６に接触する空気から熱を受け取り、ガス化して第２熱交換部１６から流出する。これにより、第２熱交換部１６では、空気の除湿が行われる。しかし、第２熱交換部１６内の冷媒の温度が高く、既にガス化した冷媒が多いと、冷媒が空気から受け取ることができる熱量が小さくなるため、第２熱交換部１６自体の除湿能力が低下してしまう。特に、本実施形態では、蒸発中の温度が変化する度合いが比較的大きい特性を有する混合冷媒（ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との混合冷媒）を用いているため、第２熱交換部１６自体の除湿能力が低下する恐れが高い。しかし、本実施形態に係る制御部２０は、室内側膨張弁１７の開度を調整することにより、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下を保つように冷媒の温度を制御するため、上記混合冷媒を用いたとしても、第２熱交換部１６の除湿能力が確保されるようになる。尚、図５では、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度である時の冷媒の温度を、“温度Ａ”として表している。温度Ａとしては、露点温度が挙げられる。つまりこの場合、冷媒が露点温度以下となる範囲が、所定範囲となる。
【００４３】
ところで、再熱除湿運転時、第２熱交換部１６内の冷媒は、上述したように熱を受け取り、温度が上昇した状態で第２熱交換部１６から流出するため、冷媒は、第２熱交換部１６から流出する時の温度よりも低い温度で第２熱交換部１６内に流入することになる（図５）。この時、既に述べたように、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下となるように冷媒の温度制御が行われるが、冷媒の温度が低すぎると、場合によっては、室内側膨張弁１７を流出して第２熱交換部１６内に流入する冷媒との熱交換によって、第２熱交換部１６の流入口付近の空気（即ち、第２熱交換部１６の流入口の周囲の空気）に含まれる水分が氷結してしまい、着霜する恐れがある。そこで、本実施形態に係る制御部２０は、第２熱交換部１６の流入口付近の温度が水の氷結する温度以上となるように、室内側膨張弁１７の開度を調整することによって、更なる冷媒の温度の制御を行う。これにより、第２熱交換部１６の流入口における着霜を防ぐことができる。尚、図５では、冷媒との熱交換によって空気中に含まれる水が氷結してしまう時の冷媒の温度を、“温度Ｂ”として表している。
【００４４】
まとめると、本実施形態に係る制御部２０は、再熱除湿運転時、図４に示すように、暖房サイクルと同様のサイクルで冷媒が循環するように、四路切換弁１２の循環方向の切換制御を行う。この制御と共に、制御部２０は、第２熱交換部１６の流入口付近の温度が水の氷結する温度以上であって、かつ第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下となるように、室内側膨張弁１７の開度を調整することで、冷媒の温度を制御する。即ち、制御部２０は、図５に示すように、第２熱交換部１６に流入する冷媒の温度が“温度Ｂ”以上かつ“温度Ａ”以下であって、第２熱交換部１６から流出する冷媒の温度が“温度Ａ”以下を保った状態となるように、室内側膨張弁１７の開度を調整する。これにより、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との混合冷媒を用いたとしても、第２熱交換部１６の除湿能力の確保を行うことができると共に、第２熱交換部１６の流入口における着霜を防ぐことができる。
【００４５】
（２）再熱除湿運転時の動作
次に、本実施形態の一特徴である再熱除湿運転時の動作について、図４及び図６を用いて説明する。
【００４６】
再熱除湿運転が行われる場合、図４に示すように、四路切換弁１２は、第１ポートａ１及び第３ポートａ３、第２ポートａ２及び第４ポートａ４をそれぞれ接続した第２状態（図４）を採り、冷媒は、図４の矢印の方向に流れる。つまり、再熱除湿運転時、四路切換弁１２は、暖房サイクル（図３）が行われる場合と同様に切り換えられる。この場合、室外熱交換器１３は蒸発器として機能し、室内熱交換器の第１熱交換部１５は凝縮器、第２熱交換部１６は蒸発器としてそれぞれ機能し、暖房サイクルと同様の再熱除湿サイクルが行われる。
【００４７】
具体的に、冷媒は、圧縮機１１において圧縮されて高温高圧の冷媒となり（図６の点ｃ１。圧力Ｐ３→Ｐ１、エンタルピｈ４→ｈ１）、四路切換弁１２の第２ポートａ２及び第４ポートａ４を経て室内熱交換器の第１熱交換部１５に送られる。この時、第１熱交換部１５は、凝縮器として機能しているため、第１熱交換部１５へと送られてきた冷媒は、室内空気に放熱しながら凝縮し（図６の点ｃ２。エンタルピｈ１→ｈ２、圧力はＰ１）、その後室内側膨張弁１７に流入される。室内側膨張弁１７に流入した高圧冷媒は、エンタルピｈ２を保ったまま圧力Ｐ２まで減圧される（図６の点ｃ３）。尚、圧力Ｐ２は、図５の横軸“流入口”付近においても示されるように、冷媒の温度が“温度Ｂ”以上かつ“温度Ａ”以下の範囲を満たすような値となっている。つまり、冷媒の温度は、第２熱交換部１６の流入口付近の温度が水の氷結する温度以上であって、かつ第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下となるように保たれる。室内側膨張弁１７で減圧された冷媒は、第２熱交換部１６に流入される。第２熱交換部１６は、蒸発器として機能しているため、第２熱交換部１６へと送られてきた冷媒は、室内空気の熱を吸収しながら蒸発し（図６の点ｃ４。エンタルピｈ２→ｈ３、圧力はＰ２）、その後室外側膨張弁１４へと流入される。尚、第２熱交換部１６における冷媒の流入口（つまり、図４の点ｃ３）に設けられた第１パスの本数は、冷媒の流出口（つまり、図６の点ｃ４）に設けられた第２パスの本数よりも少ないため、第２熱交換部１６の流出口側では冷媒の圧力が積極的に損失されるようになる。また、エンタルピｈ３は、図５の横軸“流出口”付近においても示されるように、冷媒の温度が、“温度Ａ”以下、即ち第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下となる範囲を満たすような値となっている。このような室内熱交換器により、室内空気は、第１熱交換部１５において温められた後、第２熱交換部１６によって除湿される。
【００４８】
室外側膨張弁１４に流入した冷媒は、ガス状でかつ低圧の冷媒となっている。この冷媒は、室外側膨張弁１４においてエンタルピｈ３を保ったまま更に圧力Ｐ３まで減圧され（図６の点ｃ５）、その後室外熱交換器１３へと送られる。この時、室外熱交換器１３は、蒸発器として機能しているため、室外熱交換器１３へと送られてきた冷媒は、室外空気の熱を吸収しながら蒸発し（図６の点ｃ６。エンタルピｈ３→ｈ４、圧力はＰ３）、その後四路切換弁１２の第３ポートａ３及び第１ポートａ１を経て圧縮機１１に戻される。圧縮機１１に吸入された冷媒は、圧縮機１１において再び昇圧される（図６の点ｃ１）。尚、再熱除湿運転においては、室外機２における室外ファンは、回転を停止した状態となっている。
【００４９】
（３）効果
（Ａ）
本実施形態に係る空気調和装置１によると、再熱除湿運転時には、暖房サイクルが行われると共に、蒸発器として機能する第２熱交換部１６内を流れる冷媒の温度は所定範囲内に保たれる。ここで、所定範囲は、第２熱交換部１６が除湿を行うことができる温度範囲であるため、第２熱交換部１６の表面温度は除湿できる温度以下に保たれる。従って、再熱除湿運転の性能を向上させることができる。
【００５０】
（Ｂ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１によると、第１熱交換部１５と第２熱交換部１６との間の室内側膨張弁１７の開度が制御部２０によって調整される。これにより、第２熱交換部１６内の冷媒の温度が所定範囲内に保たれるようになる。
【００５１】
（Ｃ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１によると、再熱除湿運転時には、第２熱交換部１６の流入口（具体的には、図４の点ｃ３）付近の温度が水の氷結する温度以上となるように、冷媒の温度が制御されるため、第２熱交換部１６の流入口付近が着霜してしまうのを防ぐことができる。
【００５２】
（Ｄ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１では、冷媒として、ジフルオロメタン（即ち、ＨＦＣ−３２）を含む混合冷媒が用いられる。この冷媒では、同一圧力において乾き度が比較的大きいと温度が上昇するといった特性が顕著となる。しかし、本実施形態に係る空気調和装置１は、ＨＦＣ−３２を含む混合冷媒を採用しても、再熱除湿運転時には暖房サイクルを行い、かつ蒸発器として機能する第２熱交換部１６内を流れる冷媒の温度を所定範囲内に保つため、再熱除湿運転の性能を向上させることが可能となる。
【００５３】
（Ｅ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１は、再熱除湿運転時、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下となるように、冷媒の温度を制御するため、第２熱交換部１６は、確実に除湿できるようになる。
【００５４】
（Ｆ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１によると、再熱除湿運転時における第２熱交換部１６の流入口側の第１パスは、第２熱交換部１６の流出口側の第２パスよりも本数が少ないため、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部１６の流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につけることができる。
【００５５】
＜その他の実施形態＞
（ａ）
上記実施形態では、再熱除湿運転時における第２熱交換部１６の流入口側の第１パスの本数を、第２熱交換部１６の流出口側の第２パスの本数よりも少なくすることで、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部１６の、流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につけると説明した。しかし、第２熱交換部１６の流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につける方法は、これに限定されない。再熱除湿運転において、第２熱交換部１６における冷媒の流入口に設けられた第１パス（第３パスに相当）の径を、冷媒の流出口に設けられた第２パス（第４パスに相当）の径よりも小さくする方法でも、上記実施形態と同様、第２熱交換部１６の流出口側における冷媒の圧力損失を積極的につけることができる。
【００５６】
（ｂ）
上記実施形態では、冷媒回路１０を循環する冷媒が、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＣ−３２との混合冷媒である場合を例に取り説明した。しかし、本発明において利用される混合冷媒は、Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍ＝１〜５，ｎ＝１〜５且つｍ＋ｎ＝６）の分子式で示され、且つ分子構造中に二重結合を１個有する冷媒を含む混合冷媒であればよく、上記混合冷媒に限定されない。つまり、本発明において利用される混合冷媒は、蒸発中の温度が変化する度合いが比較的大きい特性を有する冷媒であればよく、上記混合冷媒に限定されない。
【００５７】
（ｃ）
上記実施形態では、図５に示すように、第２熱交換部１６の流入口付近の温度が水の氷結する温度以上であって（温度Ｂ）、かつ第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下（温度Ａ）であるという条件を満たすように、第２熱交換部１６に流入される冷媒の温度を調節すると共に、この冷媒は、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下という条件を満たした温度のまま（即ち、冷媒が“温度Ａ”以下のまま）第２熱交換部１６内を流れて流出すると説明した。しかし、本発明に係る空気調和装置１では、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第２熱交換部１６内には、少なくとも第２熱交換部１６の表面温度が除湿できる温度以下に保たれるような温度範囲の冷媒が流れれば良い。従って、第２熱交換部１６内を流れる冷媒は、第２熱交換部１６の表面温度が露点温度以下という条件のみを満たしていてもよく、冷媒の温度は、流入口付近の温度が“水の氷結する温度以上”という条件を必ずしも満たしていなくともよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る空気調和装置は、再熱除湿運転の性能を向上させることができるという効果を奏することから、蒸発中の温度が変化する度合いが比較的大きい特性を有する混合冷媒を利用した空気調和装置として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態に係る空気調和装置の外観図。
【図２】本実施形態に係る空気調和装置が冷房運転時に行う冷房サイクルを示す冷媒回路図。
【図３】本実施形態に係る空気調和装置が暖房運転時に行う暖房サイクルを示す冷媒回路図。
【図４】本実施形態に係る空気調和装置が再熱除湿運転時に行う再熱除湿サイクルを示す冷媒回路図。
【図５】再熱除湿運転時における、第２熱交換部内を流れる冷媒の温度変化を示す図。
【図６】本実施形態に係る空気調和装置が再熱除湿運転を行った場合の再熱除湿サイクル図。
【符号の説明】
【００６０】
１  空気調和装置
２  室外機
３  室内機
４ａ，４ｂ  冷媒配管
１０  冷媒回路
１０ａ  熱源側回路
１０ｂ  利用側回路
１１  圧縮機
１２  四路切換弁（切り換え機構）
１３  室外熱交換器（熱源側熱交換器）
１４  室外側膨張弁（第１膨張機構）
１５  第１熱交換部
１６  第２熱交換部
１７  室内側膨張弁（第２膨張機構）
２０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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