(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ及び室内熱交換器を有する室内機と、この室内機に接続され室外熱交換器を有する室外機と、を含み、前記室内機は、外気を導入して室内熱交換器に導く外気導入部と、室内熱交換器での空気を加熱するヒータ部と、コンプレッサからのガスを室内熱交換器へバイパスさせる低圧膨脹弁と、前記コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御する制御回路と、を備える空気調和装置において、
前記制御回路は、中温領域において除湿運転が可能なように、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御し、室内熱交換器の出口側における冷媒圧力が所定圧力以下となった場合に、この出口側における冷媒圧力に対応させて低圧膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
コンプレッサ及び室内熱交換器を有する室内機と、該室内機に接続され室外熱交換器を有する室外機と、を含み、前記室内機は、外気を導入して室内熱交換器に導く外気導入部と、室内熱交換器での空気を加熱するヒータ部と、コンプレッサからのガスを室内熱交換器へバイパスさせる低圧膨脹弁と、前記コンプレッサ、ヒータ部及び低圧膨脹弁を制御する制御回路と、を備える空気調和装置において、
前記制御回路は、室温、室内湿度、外気温、及びコンプレッサからのガス圧に基づいて、中温領域において除湿運転が可能なように、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御し、室内熱交換器の出口側における冷媒圧力が所定圧力以下となった場合に、この出口側における冷媒圧力に対応させて低圧膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
コンプレッサ及び室内熱交換器を有する室内機と、該室内機に接続され室外熱交換器を有する室外機と、を含み、前記室内機は、外気を導入して室内熱交換器に導く外気導入部と、室内熱交換器での空気を加熱するヒータ部と、コンプレッサからのガスをバイパスさせる低圧膨脹弁と、前記コンプレッサ、ヒータ部と、及び低圧膨脹弁を制御する制御回路と、を備える空気調和装置において、
前記制御回路は、室温、室内湿度、外気温及びコンプレッサからのガス圧に元づいて、中温領域において除湿運転が可能なように、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御するとともに、室温、室内湿度、外気温、及びコンプレッサからのガス圧に基づいてコンプレッサを停止させた際に、コンプレッサ停止の原因に基づいて、コンプレッサ再始動の遅延時間を相違させることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置、特に外気導入型の空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランクルーム、美術館、博物館等に使用される空気調和装置においては、冷房運転により除湿を行い、保管物のために適切な湿度に制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の空気調和装置において、室温がＪＩＳ冷房運転条件の最低値である２１±１℃よりも高い場合には、冷房運転により除湿を円滑に行うことができるが２１±１℃よりも低い中温領域（例えば１５℃〜２０℃）においては、冷房運転による除湿が困難である。これは、中温領域では液状の冷媒が蒸発することが出来ず、いわゆる液バック状態になるためである。
【０００４】
本発明の目的は、中温領域においても冷房運転による除湿を行うことができる空気調和装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、コンプレッサ及び室内熱交換器を有する室内機と、該室内機に接続され室外熱交換器を有する室外機と、を含み、前記室内機は、外気を導入して室内熱交換器に導く外気導入部と、室内熱交換器での空気を加熱するヒータ部と、コンプレッサからのガスを室内熱交換器へバイパスさせる低圧膨脹弁と、前記コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御する制御回路と、を備える空気調和装置において、前記制御回路は、中温領域において除湿運転が可能なように、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御し、室内熱交換器の出口側における冷媒圧力が所定圧力以下となった場合に、この出口側における冷媒圧力に対応させて低圧膨張弁の弁開度を制御するよう構成される。
【０００６】
請求項２の発明は、コンプレッサ及び室内熱交換器を有する室内機と、該室内機に接続され室外熱交換器を有する室外機と、を含み、前記室内機は、外気を導入して室内熱交換器に導く外気導入部と、室内熱交換器での空気を加熱するヒータ部と、コンプレッサからのガスを室内熱交換器へバイパスさせる低圧膨脹弁と、前記コンプレッサ、ヒータ部及び低圧膨脹弁を制御する制御回路と、を備える空気調和装置において、前記制御回路は、室温、室内湿度、外気温、及びコンプレッサからのガス圧に基づいて、中温領域において除湿運転が可能なように、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御し、室内熱交換器の出口側における冷媒圧力が所定圧力以下となった場合に、この出口側における冷媒圧力に対応させて低圧膨張弁の弁開度を制御するよう構成される。
【０００７】
請求項３の発明は、コンプレッサ及び室内熱交換器を有する室内機と、該室内機に接続され室外熱交換器を有する室外機と、を含み、前記室内機は、外気を導入して室内熱交換器に導く外気導入部と、室内熱交換器での空気を加熱するヒータ部と、コンプレッサからのガスをバイパスさせる低圧膨脹弁と、前記コンプレッサ、ヒータ部と、及び低圧膨脹弁を制御する制御回路と、を備える空気調和装置において、前記制御回路は、室温、室内湿度、外気温及びコンプレッサからのガス圧に基づいて、中温領域において除湿運転が可能なように、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を制御するとともに、室温、室内湿度、外気温、及びコンプレッサからのガス圧に基づいてコンプレッサを停止させた際に、コンプレッサ停止の原因に基づいて、コンプレッサ再始動の遅延時間を相違させるよう構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に、本発明にかかる空気調和装置の概要構成を示す。
【００１０】
図１において、室内機１０は、コンプレッサ１２、室内熱交換器１４、及び室内ファン１６を備えている。室内機１０に接続された室外機１８は、室外熱交換器２０及び室外ファン２２を備えており、室内機１０から冷機２４が吹出され、室内が冷房されることとなる。
【００１１】
ここで、室内の気温が低い場合、例えばＪＩＳ冷房運転条件の最低値である２１±１℃よりも低い中温領域（例えば１５℃〜２０℃）では、液状の冷媒が蒸発することができないため、冷房運転が困難である。
【００１２】
そこで、室内機１０では室内熱交換器１４に隣設してヒータ２６を設け、室内の空気を該ヒータ２６で加熱するように構成し、更に、室温より温度の高い外気２８をダクト３０により吸込み熱交換器１４に供給するように構成している。かかる構成により、室内の気温が中温の場合であっても、室内熱交換器１４では液状の冷媒が蒸発するのを可能にし、冷房運転が可能となる。
【００１３】
次に、図２に図１の空気調和装置の冷媒配管系統を示す。
【００１４】
図２において、室内機１０内のコンプレッサ１２からのガス状の冷媒は、マフラ３２を介してガス側閉鎖弁３４に到達し、配管３６を通って室外機１８のガス閉鎖弁３８に到達する。室外機１８において、冷媒は凝縮器（熱交換器）２０に供給されて液化し、この液状の冷媒はレシーバタンク４０を通って液側閉鎖弁４２に到達し、さらに配管４４を通って室内機１０の液側閉鎖弁４６に到達する。室内機１０では、冷媒はドライヤ４８、膨脹弁５０を通って蒸発器（熱交換器）１４に供給されて蒸発し、ガス状の冷媒はアキュームレータ５２を通ってコンプレッサ１２に戻る。なお、室内機１０において、符号５４はチェックジョイント、５６は高圧スイッチを示し、室外機１８において符号５８は可溶栓を示している。さらに、符号６０は低圧スイッチを示し、符号６２は個所６４からの冷媒を管６６により受け、該冷媒が低圧の場合にはコンプレッサ１２からの冷媒を室外機１８に供給する量を減少し管６８、７０を介して蒸発器１４に供給する低圧膨脹弁（ホットガスバイパス弁）である。
【００１５】
次に、図３に図１の空気調和装置で使用される各種のセンサを示す。
【００１６】
図３において、ＴＨ1は、室内温度ｔ1との比較を行う室温サーモスイッチ（設定）を示し、ＴＨ2は吸込み外気温度ｔ2との比較を行う低温運転防止サーモ（設定）を示し、ＨＵは室内湿度ｋとの比較を行うヒューミディスタット（設定）を示し、６０は、低圧スイッチ（設定、略称：ＬＰ）であり、これは２ｋｇ／ｃｍ2でＯＦＦ、３ｋｇ／ｃｍ2でＯＮに設定されている。６２は低圧膨脹弁（ホットガスバイパス弁、略称：ＥＸＶ）を示し、３．７ｋｇ／ｃｍ2で全開、４．２ｋｇ／ｃｍ2で全閉に設定されている。
【００１７】
次に、上記空気調和装置の制御方法を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１８】
図４において、ステップ１００で運転を開始し、ステップ１０２で室内温度ｔ1 が設定温度ＴＨより高い場合には、ステップ１０４に進み、冷房運転を行う。このステップ１０４において、室内温度ｔ1 と設定温度ＴＨ1 との大小によりコンプレッサ１２がオン作動したりするがｔ1 ＜ＴＨ1 の関係に基づいてコンプレッサ１２がオフ作動した場合、コンプレッサ１２は３分間再始動が禁止される。
【００１９】
上記ステップ１０４からは、各種のステップ１０６、１１０、１１４、１１６に移行するようになっており、以下、各ステップ１０６、１１０、１１４、１１６について説明する。
【００２０】
ステップ１０６では、吸込外気温度ｔ2 が設定温度ＴＨ2 （例えば２０℃）より低い場合には、ステップ１０８に進み、室内熱交換器の凍結防止制御を行い、コンプレッサ１２を停止する。この場合、コンプレッサ１２は１０分間再始動が禁止される。
【００２１】
ステップ１１０では、室内湿度ｋが設定湿度ＨＵより高い場合には、（ＨＵは例えば６０％でＯＮ、４０％でＯＦＦ）、ステップ１１２で再熱除湿運転を行い、すなわち、コンプレッサ運転を行うとともに、再熱ヒータ２６に通電する。この場合、コンプレッサ１２が停止した際に、コンプレッサ１２は３分間再始動が禁止される。
【００２２】
ステップ１１４では、冷媒低圧圧力が設定低圧圧力（ＬＰ）より低い場合には、ステップ１０８に進み、室内熱交換器の凍結防止制御を行い、コンプレッサ１２を停止する。この場合、コンプレッサ１２は１０分間再始動が禁止されるだけである。これは、産業用の機器の場合には、空調機をできる限り運転させることを基本とするので、１０分後には再始動するためである（すなわち、通常の使用と異なり、異常状態として長時間停止させるのではない）。なお、ステップ１１４における冷媒低圧圧力とＬＰとの高低は常時監視される。
【００２３】
ステップ１１６では、冷媒低圧圧力が設定低圧圧力（ＥＸＶ）と比較され、その大小関係により、図４の符号２００に示すように、低圧膨脹弁（ホットガスバイパス弁）の開閉が制御される。すなわち、冷媒の圧力が３．７ｋｇ／ｃｍ2以下では、低圧膨脹弁は全開し、冷媒の圧力が４．２ｋｇ／ｃｍ2以上では、低圧膨脹弁は全閉し、冷媒の圧力が３．７ｋｇ／ｃｍ2〜４．２ｋｇ／ｃｍ2では、低圧膨脹弁は、全開と全閉との間で比例した開度である。
【００２４】
なお、ステップ１１４、１１６での冷媒低圧圧力と設定低圧圧力（ＬＰ、ＥＸＶ）との比較による制御の目的は、中間期（例えば５月〜７月、１０月〜１１月）の外気温が低い際に冷房を行うとき、冷媒圧力低下により冷媒が凍結するのを防止したり、液状の冷媒が逆戻りするのを防止することである。
【００２５】
次に、図５に図４のフローチャートで説明した空気調和装置の制御方法によるグラフを示す。
【００２６】
図５において、（Ａ）では冷房を行っており、コンプレッサがＯＮ状態では室温が低下し、設定室温（ＴＨ1 ）＝２３℃でコンプレッサがＯＦＦ状態になる。その後、コンプレッサＯＦＦのため室温が上昇するが、３分間の強制停止期間の経過後に、コンプレッサはふたたびＯＮ状態になる。
【００２７】
図５において、（Ｂ）では除湿を行っており、コンプレッサがＯＮ状態且つ再熱ヒータがＯＮ状態では湿度が低下し、設定湿度（ＨＵ）の下限＝４０％でコンプレッサはＯＦＦ状態且つ再熱ヒータはＯＦＦ状態になる。その後、コンプレッサＯＦＦ且つ再熱ヒータＯＦＦのため湿度が上昇し、湿度が設定湿度（ＨＵ）の上限＝６０％になり、しかも、コンプレッサの強制停止期間（３分間）が経過すると、コンプレッサ及び再熱ヒータは再びＯＮ状態になる。その後、外気温が設定外気温（ＴＨ2 ）＝２０℃になったりあるいは冷媒低圧圧力が設定低圧圧力（ＬＰ）＝２ｋｇ／ｃｍ2 になると、コンプレッサはＯＦＦになる（再熱ヒータはＯＮ状態を維持する）。そして、１０分間の強制停止期間の後に、コンプレッサは再びＯＮ状態になる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、例えば温度及び湿度を厳格に管理する必要のある高級ピアノ設置場所の空調に適用することができる。これは、本発明によれば、冷房と除湿による空気調和装置の運転範囲が拡がるためである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンプレッサ、ヒータ部、及び低圧膨脹弁を適切に制御することにより、中温領域においても冷房運転による除湿を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気調和装置の構成説明図である。
【図２】空気調和装置の冷媒は移管系統図である。
【図３】空気調和装置で使用される各種のセンサを示す図である。
【図４】空気調和装置の制御方法のフローチャート図である。
【図５】空気調和装置の制御方法のグラフ図である。
【符号の説明】
１０  室内機
１２  コンプレッサ
１４  室内熱交換器
１８  室外機
２０  室外熱交換器
２６  ヒータ
２８  外気
６０  低圧スイッチ
６２  低圧膨脹弁（ホットガスバイパス弁）
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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