(57)【要約】【課題】  湿度センサを使用することなく、比較的高精度で空気湿度検出を行う。【解決手段】  室内熱交換器３１の入口側空気の乾球温度を検出し、室内熱交換器３１の出口側空気の乾球温度を検出するとともに、同出口側空気の相対湿度が第１の所定値であると仮定し、室内熱交換器の出口側冷媒配管の表面温度を検出し、この値が室内熱交換器を通過する空気の露点温度と一致すると仮定し、室内熱交換器の出口側空気の乾球温度と絶対湿度、前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度と絶対湿度、および蒸発器の入り口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、室内熱交換器の入口側空気の相対湿度または絶対湿度を算出する。【選択図】  図２
2006118822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房用または除湿用の蒸発器が配置される空間の空気湿度を検出する空気湿度検出方法であって、
前記蒸発器の入口側空気の乾球温度を検出し、
前記蒸発器の出口側空気の乾球温度を検出するとともに、同出口側空気の相対湿度が第１の所定値であると仮定し、
前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度を検出し、同出口側冷媒配管の表面温度が、前記蒸発器の内部を通過する空気の露点温度と一致すると仮定し、
前記蒸発器の出口側空気の乾球温度と絶対湿度、前記蒸発器の出口側冷媒配管近傍の空気の乾球温度と絶対湿度、及び前記蒸発器の入口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が、湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、前記蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出することを特徴とする空気湿度検出方法。
【請求項２】
前記第１の所定値が９０％〜９５％であることを特徴とする請求項１記載の空気湿度検出方法。
【請求項３】
冷房用または除湿用の蒸発器が配置される室内の空気湿度を検出する空気湿度検出装置であって、
前記蒸発器の入口側空気の乾球温度を検出する第１の温度センサと、
前記蒸発器の出口側空気の乾球温度を検出する第２の温度センサと、
前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度を検出する第３の温度センサと、
前記第１の温度センサによる検出値、前記第２の温度センサによる検出値、及び前記第３の温度センサによる検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、前記蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出する制御手段とを備えることを特徴とする空気湿度検出装置。
【請求項４】
膨張弁を通過した後の冷媒を蒸発させる蒸発器を有する空気調和機であって、
前記蒸発器の入口側空気の乾球温度を検出する第１の温度センサと、
前記蒸発器の出口側空気の乾球温度を検出する第２の温度センサと、
前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度を検出する第３の温度センサと、
前記第１の温度センサによる検出値、前記第２の温度センサによる検出値、及び前記第３の温度センサによる検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、前記蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出する制御手段とを備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
前記制御手段が、
前記蒸発器の出口側空気の相対湿度が第１の所定値であると仮定し、
前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度が、前記蒸発器の内部を通過する空気の露点温度と一致すると仮定し、かつ
前記蒸発器の出口側空気の乾球温度と絶対湿度、前記蒸発器の出口側冷媒配管近傍の空気の乾球温度と絶対湿度、及び前記蒸発器の入り口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が、湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、前記蒸発器の入り口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出することを特徴とする請求項４記載の空気調和機。
【請求項６】
前記蒸発器の空気の流れを基準とした下流側に、再加熱用の凝縮器を配置したことを特徴とする請求項４または５記載の空気調和機。
【請求項７】
前記蒸発器と前記凝縮器との冷媒の流れを基準とした接続を、直列と並列のいずれにも切換可能に構成したことを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気湿度検出方法、該空気湿度検出方法の実施に用いる空気湿度検出装置、並びに該空気湿度検出装置が組み込まれる空気調和機に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
空気調和機において除湿運転等の湿度制御を行うには、湿度センサを用いるのが一般的である。しかしながら、湿度センサは、比較的高価で、しかも長期間の信頼性が確保しにくいという欠点を持つ。
このため、例えば、特許文献１には、湿度センサを使用することなく湿度制御が可能な空気調和機が提案されている。
すなわち、特許文献１には、予め実験により、室温と蒸発器の温度と相対湿度との関係を把握しておき、温度センサによって検出される室温と、予め定めた目標相対湿度とから蒸発器の目標温度を決定し、蒸発器がこの目標温度となるように、圧縮機の運転周波数を制御し、これにより湿度制御を行う空気調和機が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１３９３７１号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記特許文献１に記載された技術では、次に示すような課題があった。 
空気湿度を直接求めるものではなく、予め実験により、空気温度と空気湿度と蒸発器の温度との関係を把握しておき、これらの関係を基に空気湿度を求める方式であり、このようにして把握される、空気温度と空気湿度と蒸発器の温度との関係は、蒸発器周りの状況が、定常状態であることを前提として求められるものである。このため、起動時や負荷変動時のような過渡状態のときには、正確な空気湿度検出が難しい。特に、潜熱負荷が大きい高湿度条件での起動時には、検出誤差が大きく、許容範囲内の空気相対湿度検出は不可能であった。
【０００４】
この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、湿度センサを使用することなく、比較的高精度で空気湿度検出が行える、空気湿度検出方法、空気湿度検出装置及び空気調和機を提供することを目的としている。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の空気湿度検出方法は、冷房用または除湿用の蒸発器が配置される空間の空気湿度を検出する空気湿度検出方法であって、前記蒸発器の入口側空気の乾球温度を検出し、前記蒸発器の出口側空気の乾球温度を検出するとともに、同出口側空気の相対湿度が第１の所定値であると仮定し、前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度を検出し、同出口側冷媒配管の表面温度が、前記蒸発器の内部を通過する空気の露点温度と一致すると仮定し、前記蒸発器の出口側空気の乾球温度と絶対湿度、前記蒸発器の出口側冷媒配管近傍の空気の乾球温度と絶対湿度、及び前記蒸発器の入口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が、湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、前記蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出することを特徴とする。
【０００６】
本発明の空気湿度検出方法によれば、まず、蒸発器の入口側空気及び出口側空気のそれぞれの乾球温度並びに蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度をそれぞれ検出する。そして、蒸発器の出口側空気の相対湿度が第１の所定値であり、かつ、蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度が蒸発器の内部を通過する空気の露点温度と一致するとの仮定のもと、蒸発器の出口側空気の乾球温度と絶対湿度、前記蒸発器の出口側冷媒配管近傍の空気の乾球温度と絶対湿度、及び前記蒸発器の入口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が、湿り空気線図において略直線上となるように設定する。これにより、蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を求めることができる。このように複数所要個所の温度を検出することによって、空気湿度検出が行える。
【０００７】
本発明の空気湿度検出方法では、前記第１の所定値が９０％〜９５％であることが好ましい。
このように第１の所定値を設定するのは、蒸発器を通過した後の空気、すなわち、蒸発器の出口側空気の相対湿度が、経験的に９０％〜９５％の範囲にあることが多いためであり、第１の所定値をこのような値に設定することによって、空気湿度の検出精度を向上させることができる。
【０００８】
本発明の空気湿度検出装置は、冷房用または除湿用の蒸発器が配置される室内の空気湿度を検出する空気湿度検出装置であって、前記蒸発器の入口側空気の乾球温度を検出する第１の温度センサと、前記蒸発器の出口側空気の乾球温度を検出する第２の温度センサと、前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度を検出する第３の温度センサと、前記第１の温度センサによる検出値、前記第２の温度センサによる検出値、及び前記第３の温度センサによる検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、前記蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出する制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明の空気湿度検出装置によれば、前記した空気湿度検出方法を好適に実施できる。
【０００９】
本発明の空気調和機は、膨張弁を通過した後の冷媒を蒸発させる蒸発器を有する空気調和機であって、前記蒸発器の入口側空気の乾球温度を検出する第１の温度センサと、前記蒸発器の出口側空気の乾球温度を検出する第２の温度センサと、前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度を検出する第３の温度センサと、前記第１の温度センサによる検出値、前記第２の温度センサによる検出値、及び前記第３の温度センサによる検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、前記蒸発器の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出する制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明の空気調和機によれば、前述した空気湿度検出方法を好適に実施でき、湿度制御を行うに際して、低コストの制御が行える。
【００１０】
。
本発明の空気調和機では、前記制御手段が、前記蒸発器の出口側空気の相対湿度が第１の所定値であると仮定し、前記蒸発器の出口側冷媒配管の表面温度が、前記蒸発器の内部を通過する空気の露点温度と一致すると仮定し、かつ前記蒸発器の出口側空気の乾球温度と絶対湿度、前記蒸発器の出口側冷媒配管近傍の空気の乾球温度と絶対湿度、及び前記蒸発器の入り口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が、湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、前記蒸発器の入り口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出することが好ましい。
こうすることによって、前述の空気湿度検出方法で説明したように、複数所要個所の温度を検出するだけで、空気湿度検出が行え、湿度制御を行うに際して、低コストでかつ比較的高精度の制御が行える。
【００１１】
本発明の空気調和機では、除湿時において、前記蒸発器の空気の流れを基準とした下流側に、再加熱用の凝縮器を配置するのが好ましい。
こうすることによって、蒸発器で冷却した空気を凝縮器で再加熱することができ、冷房時や除湿時の冷やし過ぎを防止できるのに加え、蒸発器の表面で生じた結露水が室内まで飛散しにくくなる。
【００１２】
本発明の空気調和機では、前記蒸発器と前記凝縮器との冷媒の流れを基準とした接続を、直列と並列のいずれにも切換可能に構成するのが好ましい。
こうすることによって、例えば、冷房時において、蒸発器と凝縮器とを並列に接続し、凝縮器を蒸発器として利用する場合、管内の圧力損失を低減することができ、もって、冷房能力の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、湿度センサを用いることなく、温度センサによる検出値を基に、蒸発器からの出口側空気、蒸発器への入口側空気、並びに、蒸発器に接する空気相互の関係、具体的には乾球温度と絶対湿度との関係を基に、当該空気湿度検出装置または空気調和機が存する室の空気、つまり蒸発器への入口側空気の湿度を求めることができる。また、このような空気湿度の検出方法であると、起動時や負荷変動時のような過渡状態のときであっても比較的高精度で空気湿度検出が行え、さらに、潜熱負荷が大きい高湿度条件での起動のときでも、空気湿度検出が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の構成を説明する回路図である。 
図に示すように、この空気調和機１は、室外機２と、室内機３と、これら室外機２及び室内機３を接続する冷媒配管４と、室外機２及び室内機３を制御する制御装置５とを備える。
【００１５】
室外機２は、冷媒を圧縮する圧縮機２１と、冷暖房時の冷媒の流路切換を行う四方弁２２と、冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器２３と、室外熱交換器２３に空気を送るファン２４と、冷媒の圧力を調整する膨張弁２５とを備える。
室内器３は、冷媒と空気との熱交換を行う室内熱交換器３１と、室内熱交換器３１に空気を送るファン３２とを備える。
ここで、室外熱交換器２３と室内熱交換器３１は、冷房運転を行うときに、それぞれ凝縮器と蒸発器として機能するものであり、ここでは、それら熱交換器２３，３１を、凝縮器、蒸発器と呼ぶ場合がある。
室内熱交換器３１には、図２にも示すように、入口側空気の乾球温度を検出する第１の温度センサ３４と、出口側空気の乾球温度を検出する第２の温度センサ３５が付設され、さらに、室内熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａの表面温度を検出する第３の温度センサ３６が付設されている。
【００１６】
制御手段５は、前記第１〜第３の温度センサ３４，３５，３６からの信号が入力されるセンサ信号入力部５１と、前記膨張弁２５を制御する膨張弁制御手段５２と、前記圧縮機２１を制御する圧縮機制御手段５３と、前記四方弁２２を制御する四方弁制御手段５４と、前記センサ信号入力部５１からの入力信号を基にそれらをデジタル化したものを所定の演算式に基づいて演算し、演算結果を膨張弁制御手段５２及び圧縮機制御手段５３に送る演算部５５と、前記圧縮機制御手段５３、前記四方弁制御手段５４及び演算部５５にそれぞれ接続される運転設定部５６とを備える。
ここで制御手段５は、前記第１の温度センサ３４による検出値と、前記第２の温度センサ３５による検出値と、第３の温度センサ３６による検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、前記室内熱交換器（蒸発器）の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出することも行う。その具体的手段については作用の項で説明する。
なお、上述した第１の温度センサ３４、第２の温度センサ３５、第３の温度センサ３６並びに制御手段５は、空気湿度検出装置Ｋを構成する。
【００１７】
次に、前記構成の空気調和機１の作用について説明する。
運転設定部５６にて冷房運転が選択されると、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき四方弁２２が切り換えられて、図１に示す冷房運転用の回路が構成される。
このように冷房運転用の回路が構成された場合、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図１に矢印で示すように、四方弁２２を経た後、室外熱交換器２３に供給されここで凝縮される。凝縮された冷媒は、その後、膨張弁２５を通過するとき減圧され、室内熱交換器３１において蒸発することによりその熱が室内の冷房に供され、その後、四方弁２２を経て圧縮機２１の入口側に循環させられる。
【００１８】
前記空気調和機１では、冷房運転として、室内機３が配置された室の空気温度制御を優先する温度優先運転と、同室の空気湿度制御を優先する湿度優先運転とがある。
温度優先運転が選択された場合には、例えば、前記温度センサ３４により検出される、室内熱交換器３１への入口側空気の温度、つまり、室内機３が配置された室の空気温度を検出し、この温度が予め設定された目標温度に一致するかあるいは差があるか、差がある場合にはどの程度の差であるかを、温度センサ３４からの検出信号及び運転設定部５６で設定された目標温度を基に演算部５５にて演算し、その演算値に応じ、膨張弁制御手段５２を介して膨張弁２５の開度を調整したり、圧縮機制御手段５３を介して圧縮機２１の運転周波数を調整する制御を行う。
【００１９】
また、湿度優先運転が選択された場合には、第１の温度センサ３４による検出値と、第２の温度センサ３５による検出値と、第３の温度センサ３６による検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、室内熱交換器３１の入口側空気の例えば相対湿度を算出し、この相対湿度が予め設定された目標相対湿度に合致するか否かの判断を行い、その判断結果に基づいて膨張弁２５の開度を調整したり、圧縮機２１の運転周波数を調整する制御を行う。
【００２０】
室内機３が配置された室の相対湿度を具体的に求めるには、まず、室内熱交換器３１の入口側空気の乾球温度を第１の温度センサ３４により検出する。例えば、その温度をＴ１とする。また、室内熱交換器３１の出口側空気の乾球温度を第２の温度センサ３５により検出する。例えば、その温度をＴ２とする。また、同出口側空気の相対湿度を第１の所定値例えば９５％と仮定する。また、室内熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａの表面温度を第３の温度センサ３６により検出する。例えば、その温度をＴ３とする。また、室内
熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａの表面温度が、室内熱交換器３１の内部を通過する空気の露点温度と一致する、つまり室内熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａの表面温度が同出口側冷媒配管３１ａ近傍の空気の乾球温度と一致し、かつ、同出口側冷媒配管３１ａ近傍の空気の相対湿度が１００％と仮定する。
以上の仮定から、室内熱交換器３１の出口側空気の絶対湿度Ｘ２、及び室内熱交換器３１の出口側冷媒配管近傍の空気の絶対湿度Ｘ３を算出する（図３参照）。
【００２１】
なお、室内熱交換器３１の出口側空気の相対湿度を９５％、室内熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａの表面温度が、室内熱交換器３１の内部を通過する空気の露点温度と一致すると仮定したのは、室内熱交換器３１を蒸発器として使用する場合、室内熱交換器３１の表面で結露する場合が多く、そのときは、同室内熱交換器３１の出口側空気の相対湿度が９５％付近、また、室内熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａの表面温度が、室内熱交換器３１の内部を通過する空気の露点温度とほぼ一致するという経験的な知見からである。
なお、室内熱交換器３１の出口側空気の相対湿度は、同空気の乾球温度によっても多少左右され、乾球温度が高い場合には例えば相対湿度は９０％と低くなる場合がある。総じて、冷房が必要な状況下においては、室内熱交換器３１の出口側空気の相対湿度は９０％〜９５％に設定して充分である。
【００２２】
これら室内熱交換器（蒸発器）３１の出口側空気の乾球温度（Ｔ１）と絶対湿度（Ｘ１）、室内熱交換器３１の出口側冷媒配管３１ａ近傍の空気の乾球温度（Ｔ２）と絶対湿度（Ｘ２）、室内熱交換器３１の入口側空気の乾球温度（Ｔ１）と絶対湿度（Ｘ１）の関係が、図３に示すように、湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、室内熱交換器（蒸発器）３１の入口側空気の絶対湿度または相対湿度を算出する。
こうして算出された例えば相対湿度が予め設定された目標相対湿度に合致するか否かの判断を行い、その判断結果に基づき、膨張弁２５の開度を調整したり、圧縮機２１の運転周波数を調整する制御を行うのである。
【００２３】
なお、前記のように湿度センサを用いず、３つの温度センサ３４，３５，３６による検出値を基に、室内空気の例えば相対湿度を実際に算出した実験結果を図４に示す。
この実験は、ケース１：乾球温度２４℃・相対湿度６１％、ケース２：乾球温度２４℃・相対湿度５０％、ケース３：乾球温度２４℃・相対湿度７１％というように、３つの異なる室内空気の条件を設定し、それら各条件について前記算出方法による相対湿度の推定値がどの程度の精度を持つかを検証した。結果として、ケース１は１％、ケース２は７％、ケース３は７％の誤差をもって相対湿度が推定できることがわかった。これらの結果から、相対湿度の算出値は、いずれの場合も１０％以内に収まることがわかった。
【００２４】
一方、前記空気調和機１が、運転設定部５６にて暖房運転を設定されると、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき四方弁２２が切り換えられて、図示しない暖房運転用の回路が構成される。
暖房運転用の回路が構成された場合、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図１の矢印とは逆の向きに流れる。すなわち、まず、室内熱交換器３１に供給された冷媒が凝縮することによりその熱が室内の暖房に供される。次いで、膨張弁２５に至り、ここで減圧された後、室外熱交換器２３に至って吸熱し、その後圧縮機４１の吸入側に循環させられる。
【００２５】
前記構成の空気調和機１によれば、湿度センサを用いることなく、第１〜第３の温度センサ３４，３５，３６による検出値を基に、室内熱交換器３１からの出口側空気の乾球温度と絶対湿度、室内熱交換器３１の出口側冷媒配管の表面温度と絶対湿度、および室内熱交換器３１の入口側空気の乾球温度と絶対湿度の関係が、湿り空気線図において略直線上に位置すると仮定して、室内空気の湿度、つまり室内熱交換器３１への入口側空気の絶対湿度や相対湿度を求めている。このような湿度の検出方法であると、起動時や負荷変動時のような過渡状態のときであっても比較的高精度で空気湿度検出が行え、さらに、潜熱負荷が大きい高湿度条件での起動のときでも、相対湿度検出が可能である。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の構成を説明する回路図である。
なお、説明の簡略化のため、第２の実施形態において、前述の第１の実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
この第２の実施形態の空気調和機６０が前記第１の実施形態と異なるところは、室内機３の室内熱交換器６１を２つに分割し、それら２つに分割した第１，第２の熱交換器構造体６１ａ、６１ｂを、ファン３２により生じる気流を基準とした上流側及び下流側となるようにそれぞれ配置するとともに、冷房運転あるいは除湿運転に切り換えたときの冷媒の流れが、それら第１，第２の熱交換器構造体６１ａ、６１ｂのうち先に第２の熱交換器構造体６１ｂに流れ込むように、それら第１、第２の熱交換器構造体６１ａ，６１ｂを、冷媒配管を基準に直列接続し、さらに、それら第１、第２の熱交換器構造体６１ａ，６１ｂを接続する冷媒接続管６２に、電子膨張弁等からなる室内膨張弁６３を介装した点である。
第１の熱交換器構造体６１ａの気流上流側に第１の温度センサ３４を配置し、第１の熱交換器構造体６１ａの出口側に第２の温度センサ３５を配置し、さらに、第１の熱交換器構造体６１ａの出口側冷媒配管にその表面温度を検出する第３の温度センサ３６を配置している。
ここで、第１の熱交換器構造体６１ａ及び第２の熱交換器構造体６１ｂは、第１の熱交換器構造体６１ａ側が、室外機２の四方弁２２に、第２の熱交換器構造体６１ｂ側が、室外機２の室外熱交換器２３側にそれぞれ接続されている。このため、この空気調和機６０が除湿運転を行うとき、第１の熱交換器構造体６１ａ及び第２の熱交換器構造体６１ｂは、蒸発器用並びに凝縮器用としてそれぞれ機能する。
【００２７】
前記空気調和機６０の特徴は、冷房運転または除湿運転を行う際に、湿度センサを使用することなく、第１〜第３の温度センサ３４〜３６のみを用いて室内熱交換器６１への流入空気の相対湿度を推定し、これにより低コスト化を図った点であるが、これは前記第１の実施形態と同様である。ここでは、さらに、室温の低下を防ぎつつ湿度を下げる除湿運転が可能になっている点が特徴である。
すなわち、運転設定部５６にて除湿運転が選択されると、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき四方弁２２が切り換えられて、図５に示す除湿運転用の回路が構成される。
【００２８】
このように除湿運転用の回路が構成された場合、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図５に矢印で示すように、四方弁２２を経た後、室外熱交換器２３に供給され、ここで凝縮される。凝縮された冷媒は、その後、膨張弁２５を通過する。このとき、膨張弁２５は全開状態となっており、ここを通過する冷媒は大きく減圧されない。膨張弁２５を通過した冷媒は、室内熱交換器６１の第２の熱交換器構成体６１ｂに至り、ここでも凝縮される。その後、室内膨張弁６３を通過するとき減圧され、第１の熱交換器構成体６１ａを通過するとき蒸発する。その後、冷媒は、四方弁２２を経て圧縮機２１の入口側に循環させられる。
室内の空気は、ファン３２によって室内熱交換器６１に当たるように吸い込まれる。このとき、最初、第１の熱交換器構成体６１ａに当たってここで冷却される。このとき、空気温度は下がるが、同時に結露が生じることにより湿度も下がる。その後、第２の熱交換器構成体６１ｂを通過するとき元の温度近傍にまで加温される。このように、室内の空気は、温度がほとんど変わることなく湿度のみが低下する。
【００２９】
湿度の具体的制御は、前記第１の実施形態で説明したように、第１の温度センサ３４による検出値と、第２の温度センサ３５による検出値と、第３の温度センサ３６による検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係において、室内熱交換器３１の入口側空気の相対湿度を算出し、この相対湿度が予め設定された目標相対湿度に合致するか否かの判断を行い、この判断に基づいて室内膨張弁６３の開度を調整したり、圧縮機２１の運転周波数を調整する制御を行う。
このとき、必要に応じ、第１の温度センサ３４によって検出される室内の乾球温度が、所定範囲内に収まっているかどうかも同時に判断し、その判断に基づいて室内膨張弁６３の開度を調整したり、圧縮機２１の運転周波数を調整する制御を行ってもよい。
なお、冷房運転並びに暖房運転の説明は、基本的に第１の実施形態と同様であるので省略する。
【００３０】
第２の実施形態の空気調和機６０によれば、除湿運転において、湿度センサを使用せず、第１〜第３の温度センサ３４〜３６の検出値に基づき室内熱交換器６１の入口側の空気、つまり、室内空気の相対湿度を推定できるため、低コストで、湿度制御が可能となる。
また、室内の空気は、第１の熱交換器構成体６１ａによって冷却除湿された後、第２の熱交換器構成体６１ｂによって再加熱されるため、冷房時の冷やし過ぎを防止でき、室内快適性の向上が図れる。また、蒸発用として機能する第１の熱交換器構成体６１ａが上流側にあるため、冷却除湿されて生じた結露水が室内に飛散するのを防止することができる。
【００３１】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る空気調和機の構成を説明する回路図である。
なお、第３の実施形態において、前述の第１、２の実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
この第３の実施形態の空気調和機７０において、室内機３の室内熱交換器６１を２つに分割し、それら２つに分割した第１，第２の熱交換器構造体６１ａ、６１ｂを、ファン３２により生じる気流を基準とした上流側及び下流側となるようにそれぞれ配置するとともに、それら第１、第２の熱交換器構造体６１ａ，６１ｂを接続する冷媒接続管６２に電子膨張弁等からなる室内膨張弁６３を介装した点は、前記第２の実施形態の空気調和機６０と同様な構成である。
【００３２】
この第３の実施形態の空気調和機７０が第２の実施形態の空気調和機６０と異なるところは、前記第１、第２の熱交換器構造体６１ａ、６１ｂを接続する冷媒接続管６２の室内膨張弁６３を挟む両側を、それぞれ室外機２の熱交換器２３へ接続する冷媒配管及び室外機の四方弁へ接続される冷媒配管にそれぞれ冷媒接続管７３、７４を介して接続し、しかも、それら冷媒接続管７３、７４に二方弁７３ａ、７４ａを介装した点である。つまり、室内機の両熱交換器構造体６１ａ、６１ｂを室外機２から延びる冷媒配管４に対して、直列と並列のいずれかも接続可能に構成した点である。
また、第１の熱交換器構造体６１ａの上流側に第１の温度センサ３４を配置し、第１の熱交換器構造体６１ａの出口側に第２の温度センサ３５を配置し、さらに、第１の熱交換器構造体の冷媒出口側に第３の温度センサ３６を配置した点は、前記第２の実施形態の空気調和機と同じ構成である。
【００３３】
前記空気調和機７０の特徴は、冷房運転と除湿運転を兼用する熱交換器において、湿度センサを使用することなく、室内熱交換器６１への流入空気の湿度を検出して低コスト化を図り、かつ、室温の低下を防ぎつつ湿度を下げる除湿運転が可能となる点は、前記第２の実施形態と同様であるが、ここでは、さらに、冷房運転での性能低下を招くことを避けた点である。  
すなわち、除湿運転の場合には、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき四方弁２２が切り換えられて、図６に示す除湿運転の回路が構成される。また、このとき、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき、二方弁７３ａ、７４ａがそれぞれ全閉状態となる。なお、膨張弁制御手段５２からの信号に基づき、膨張弁２５が全開、膨張弁６３が開度調整される点は第２の実施形態と同様である。
【００３４】
室内の空気は、ファン３２によって室内熱交換器６１に当たるように吸い込まれる。このとき、最初、第１の熱交換器構成体６１ａに当たってここで冷却される。このとき、空気温度は下がるが、同時に結露が生じることにより湿度も下がり、その後、第２の熱交換器構成体６１ｂによって元の温度近傍にまで加温される。このように、室内の空気は、温度がほとんど変わることなく湿度のみが低下することなる。
このとき、前記第１〜第３の温度センサ３４，３５，３６による検出値から、乾球温度と絶対湿度との関係を用いて、室内熱交換器３１の入口側空気の相対湿度を算出し、この相対湿度が予め設定された目標相対湿度に合致するか否かの判断を行い、この判断に基づいて室内膨張弁６３の開度を調整したり、圧縮機２１の運転周波数を調整する制御を行うのは前述のとおりである。
【００３５】
一方、冷房運転の場合には、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき四方弁２２が切り換えられて、除湿運転の場合と同様に、図６に示す回路が構成される。また、四方弁制御手段５４からの駆動信号に基づき、二方弁７３ａ、７４ａがそれぞれ全開状態となる。なお、膨張弁制御手段からの信号に基づき、膨張弁２５が所定角度、膨張弁６３が全閉状態となる。
このように冷房運転の回路が構成された場合、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図６に矢印で示すように、四方弁２２を経た後、室外熱交換器２３に供給され、ここで凝縮される。凝縮された冷媒は、その後、膨張弁２５を通過する。このとき、減圧されてそれぞれ並列回路となっている第１、第２の熱交換器構成体６１ａ、６１ｂに至り、ここでそれぞれ蒸発し、そのときの熱が室内の冷房用に供される。その後、冷媒は、四方弁２２を経て圧縮機２１の入口側に循環させられる。
【００３６】
第３の実施形態の空気調和機７０によれば、冷房運転と除湿運転を兼用する熱交換器において、湿度センサを使用することなく所要個所に設けられた温度センサ３４、３５、３６のみを用いて室内熱交換器６１への流入空気の湿度を検出して低コスト化を図り、かつ、室温の低下を防ぎつつ湿度を下げる除湿運転が可能となる点は、前記第２の実施形態と同様である。
この第３の実施形態の空気調和機７０では、室内熱交換器６１が図５に示すように多パス（冷媒分岐）使用の場合、除湿運転時、蒸発器として機能する第１の熱交換器構成体６１ａの流入側に冷媒分流器（膨張弁）を介装する必要があるが、ここでは、冷房運転時の第１，２熱交換器構成体６１ａ、６１ｂを並列回路とできるため、管内圧力損失を低減でき、蒸発圧力の低下、即ち冷房能力の低下を防止できる。
なお、前記各実施形態は、冷暖房可能な空気調和機に、空気湿度検出装置Ｋを組み込んだ例を説明したが、これに限られることなく、冷房専用、あるいは除湿専用の空気調和機に空気湿度検出装置Ｋを組み込んでも、あるいは、空気湿度検出装置Ｋを単独のユニットとし、これをそれら空気調和機に別途組み込むように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態における空気調和機の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における空気調和機の室内熱交換器およびその回りに配置される温度センサの配置を表す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における空気調和機の相対湿度を求める際の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における空気調和機の相対湿度を演算により求めたときの実験結果を表す表である。
【図５】本発明の第１の実施形態における空気調和機の概略構成を示す図である。
【図６】従来の空気調和装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，６０，７０…空気調和機、２…室外機、３…室内機、５…制御手段、２５…膨張弁、３１…室内熱交換器（蒸発器）、３４…第１の温度センサ、３５…第２の温度センサ、３６…第３の温度センサ、６１ａ…第１の熱交換器構成体（蒸発器）、６１ｂ…第２の熱交換器構成体（再加熱用の凝縮器）、Ｋ…空気湿度検出装置。
【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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