(57)【要約】【課題】  利用者に対する影響が少なく、安定した露付防止を行なえる空気調和装置を提供することを目的とする。【解決手段】  冷媒を圧縮する圧縮機５、室外気と熱交換される室外熱交換器７、膨張弁１１および室内ファン１５によって送られる室内空気と熱交換される室内熱交換器１３を有する冷媒回路３と、室内湿度を検出する室内吸込湿度検出器２７と、室内温度を検出する室内吸込温度検出器２９と、室内への吹出温度を検出する室内熱交温度検出器２５と、室内湿度が一定時間第一所定湿度を超え、かつ室内温度と吹出温度との温度差が第一所定温度差以上である場合に、圧縮機５の回転数を低減させる露付防止制御手段３１と、が備えられていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、室外気と熱交換される室外熱交換器、膨張弁、および室内ファンによって送られる室内空気と熱交換される室内熱交換器を有する冷媒回路と、
室内湿度を検出する室内湿度検出手段と、
室内温度を検出する室内温度検出手段と、
室内への吹出温度を検出する吹出温度検出手段と、
前記室内湿度が一定時間第一所定湿度を超え、かつ前記室内温度と前記吹出温度との温度差が第一所定温度差以上である場合に、前記圧縮機の回転数を低減させる露付防止制御手段と、
が備えられていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記露付防止制御手段は、前記室内温度と前記吹出温度との温度差を所定時間毎に判定し、それが第一所定温度差以上である場合には、前記圧縮機の回転数を第一所定回転数だけ低減させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記露付防止制御手段は、前記第一所定温度差と、それよりも小さい第二所定温度差との間では、前記圧縮機の回転数を保持し、前記第二所定温度差以下である場合には、前記圧縮機の回転数を前記第一所定回転数の半分以下である第二所定回転数で段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記露付防止制御手段は、前記室内湿度が前記第一所定湿度より低い第二所定湿度を検出した場合、前記圧縮機の回転数を前記第一所定回転数の半分以下である第二所定回転数で段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記露付防止制御手段は、前記圧縮機が所定の低回転数以上で駆動されている場合に、圧縮機の回転数制御を行なうように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露付防止運転が行なえる空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような露付防止運転が行なえる空気調和装置としては、例えば特許文献１に示されるものが提案されている。
これは、室内ユニットに設置した湿度検出器によって検出された湿度に対応して、室内ファンの回転数を制御し、加えて圧縮機の回転数を上限まで上がらないように制限し、室内通風通路内の結露を防止するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２９４７３７号公報（図１〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示されるものは、室内ファンの回転数を制御するので、風量が設定に対して変化、例えば、弱と設定したのに中あるいは強となる。このため、利用者に対して故障等の不安感を与えたりする問題があった。
また、圧縮機の上限回転数を低めに抑えるために、室内ファンの風量が変化した場合に冷房感を損なうという問題があった。
さらに、湿度条件等で設定された調整量を一度に調整するので、調整量の設定が困難である。また、それが可能であったとしても不安定な制御となるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、利用者に対する影響が少なく、安定した露付防止を行なえる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、室外気と熱交換される室外熱交換器、膨張弁、および室内ファンによって送られる室内空気と熱交換される室内熱交換器を有する冷媒回路と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段と、室内温度を検出する室内温度検出手段と、室内への吹出温度を検出する吹出温度検出手段と、前記室内湿度が一定時間第一所定湿度を超え、かつ前記室内温度と前記吹出温度との温度差が第一所定温度差以上である場合に、前記圧縮機の回転数を低減させる露付防止制御手段と、が備えられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、室内湿度検出手段が検出する室内湿度が一定時間第一所定湿度を超え、室内温度と吹出温度との温度差が第一所定温度差以上である場合に、露付防止制御手段は圧縮機の回転数を低減させる。圧縮機の回転数が低減されると、圧縮機から吐出される冷媒量が減少するので、冷媒回路を流れる冷媒量が減少し、これに伴い室内熱交換器を流れる冷媒量が減少する。このため、室内空気からの吸熱量が低下し、室内への吹出温度が上昇するので、室内温度との温度差が小さくなり、室内空気が吹出冷風で冷やされ場所に当っても、それに含まれる湿分が結露することを防止することができる。
露付防止制御手段は圧縮機の回転数を低下させるが、露付防止のためには室内ファンの回転数を調整することはないので、利用者の意図に反し設定された風量が変化するなどを防止できるので、利用者に大きな影響を与えない。
【０００８】
また、本発明にかかる空気調和装置では、前記露付防止制御手段は、前記室内温度と前記吹出温度との温度差を所定時間毎に判定し、それが第一所定温度差以上である場合には、前記圧縮機の回転数を第一所定回転数だけ低減させるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
このように、露付防止制御手段は、室内温度と吹出温度との温度差を所定時間毎に判定し、それが第一所定温度差以上である場合には、圧縮機の回転数を第一所定回転数だけ低減させるので、圧縮機の回転数は階段状に低減されることになる。
このため、圧縮機の１回あたりの低減量は小さくでき、かつ１回毎に温度差を判定しているので、正確で、安定した調整を行なうことができる。
また、室内ファンの風量に対応してその風量に対して最適な圧縮機の回転数に調整することができるので、極端な能力低下を防止することができる。
なお、所定時間は、圧縮機の回転数を低減させた影響が室内熱交換器に及ぼされ、さらに吹出温度に影響を及ぼす程度の時間に設定される。
【００１０】
また、本発明にかかる空気調和装置では、前記露付防止制御手段は、前記第一所定温度差と、それよりも小さい第二所定温度差との間では、前記圧縮機の回転数を保持し、前記第二所定温度差以下である場合には、前記圧縮機の回転数を前記第一所定回転数の半分以下である第二所定回転数で段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように、露付防止制御手段は、第一所定温度差と第二所定温度差との間では、圧縮機の回転数を保持し、第二所定温度差以下である場合には、圧縮機の回転数を第一所定回転数の半分以下である第二所定回転数で段階的に増加させるので、空気調和装置の運転状況、例えば、冷媒量の多少、フィルター目詰り具合等によらず、室内温度と吹出温度との温度差を第一所定温度差と第二所定温度差の間に保持することができる
また、第一所定温度差と第二所定温度差との間に圧縮機の回転数を保持する部分が設けられているので、第一所定温度差以上あるいは第二所定温度差以下に大きく入り込むことがなく、一層制御を安定させることができる。
さらに、第二所定温度差以下から復帰させる際、第二所定回転数は第一所定回転数の半分以下に設定しているので、温度変化は小幅となり、温度差が拡大する方向へ変動する勢いが小さくなる。このため、再度第一所定温度差を越えることがほとんど無くなるので、安定した露付防止を行なうことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる空気調和装置では、前記露付防止制御手段は、前記室内湿度が前記第一所定湿度より低い第二所定湿度を検出した場合、前記圧縮機の回転数を前記第一所定回転数の半分以下である第二所定回転数で段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
室内湿度が十分に低下すれば、室内温度と吹出温度と間に、たとえ第一所定温度差程度の温度差があっても結露しない状態となるので、圧縮機の回転数を元の状態に戻すことができる。この場合でも、第二所定温度差以下から復帰させる際、第二所定回転数は第一所定回転数の半分以下に設定しているので、圧縮機の回転数を徐々に設定された値に戻すことができ、かつその途中で湿度条件の変動があっても即応することができる。
【００１４】
また、本発明にかかる空気調和装置では、前記露付防止制御手段は、前記圧縮機が所定の低回転数以上で駆動されている場合に、圧縮機の回転数制御を行なうように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
冷房能力は、圧縮機の回転数に比例関係にあるので、低回転数の場合には、吹出温度が結露を発生するほど冷却されることはない。このため、このような回転数の場合には制御動作を行なわないので、無駄な制御動作を排除することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、露付防止制御手段は圧縮機の回転数を低下させるのみであるので、利用者に風量変化という大きな影響を与えることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる第一実施形態の空気調和装置１について、図１〜図６を用いて説明する。
図１は、空気調和装置１の冷媒回路３の概略構成を示すブロック図である。
冷媒回路３には、圧縮機５と、室外熱交換器７と、室外ファン９と、膨張弁１１と、室内熱交換器１３と、室内ファン１５と、制御部１７と、が備えられている。
圧縮機５、室外熱交換器７、膨張弁１１および室内熱交換器１３は、冷媒配管１９によって接続されている。
圧縮機５は、吸引された低温低圧のガス冷媒を加圧して高温高圧のガス冷媒として室外熱交換器７側へ吐出するように構成されている。圧縮機５は圧縮機駆動部２１によって駆動される図示しない電気モータによって回転駆動される。
圧縮機５には、実際の回転数を検出する圧縮機回転数検出器２３が設置されている。
【００１８】
室外熱交換器７は、周囲に多数のプレート状フィンを備えた冷媒配管により構成されており、圧縮機５から送られる高温高圧のガス冷媒と室外気との熱交換を行い高温高圧の液冷媒とするものである。
室外ファン９は、プロペラ式のファンであり、室外熱交換器７の背面から前面へと抜ける空気流を生じさせることにより、新たな室外気を常に取り込んで、室外熱交換器７における熱交換効率の向上を図るために設けられている。
膨張弁１１は、室外熱交換器７からの高温高圧の液冷媒を絞って低温低圧の液冷媒とし、室内熱交換器１３へ供給する。
【００１９】
室内熱交換器１３は、周囲に多数のプレート状フィンを備えた冷媒配管により構成されており、膨張弁１１から送られる低温低圧の冷媒と室内気との熱交換を行うものである。
低温低圧の液冷媒は、室内熱交換器１３を通過する室内気により熱量を与えられ蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機５の吸入側へ送られる。反対に、室内気は冷媒の潜熱によって熱を奪われ、冷却されることになる。
室内熱交換器１３には、室内熱交温度検出器（吹出温度検出手段）２５が設置されている。室内熱交温度検出器２５は室内熱交換器１３の冷媒配管の温度を測定するものであるが、通過する室内気はこの冷媒配管と略同等の温度まで冷却されるので、略吹出温度を測定していることになる。室内熱交温度検出器２５に替えて吹出温度を直接検出できる温度検出器を用いてもよい。
【００２０】
室内ファン１５は、室内熱交換器１３の背後に配置されたクロスフローファンであり、複数枚の羽根を環状配置させて円筒を構成し、この円筒をその軸線方向（図１の紙面垂直方向）の複数箇所において軸線に垂直をなす間板により補強した構成を有している。なお、各羽根は、前記軸線を中心として互いに等ピッチ角度間隔を空けて配置されている。
室内ファン１５が回転することによって室内熱交換器１３の前面に設けられた図示を省略した吸込口から室内の空気を取り入れ、室内熱交換器１３を通って冷却された空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出すように構成されている。
吸込口には、吸い込まれる室内気の湿度を測定する室内吸込湿度検出器（室内湿度検出手段）２７と、温度を測定する室内吸込温度検出器（室内温度検出手段）２９とが設置されている。
【００２１】
制御部１７は、空気調和装置１の運転を制御するものである。制御部１７には、露付防止制御手段３１が設けられている。
図２は、露付防止制御手段３１の概略構成を示すブロック図である。
露付防止制御手段３１には、湿度条件判定手段３３と、条件判定タイマ３５と、モード判定手段３７と、サンプリングタイマ３９と、指令回転数記憶手段４１と、圧縮機回転数制御手段４３とが設けられている。
【００２２】
湿度条件判定手段３３は、室内吸込湿度検出器２７からの検出値を受け、それに基づいて露付防止制御の要否を判定するものである。
条件判定タイマ３５は、湿度条件判定手段３３の一定時間を計時するものである。
モード判定手段３７は、湿度条件判定手段３３の露付防止制御要判断を受け、室内吸込温度検出器２９および室内熱交温度検出器２５からの検出値に基づく温度条件から露付防止制御の要否を判定し、制御モードを決定するものである。
サンプリングタイマ３９は、制御動作の継続時間を計時するものである。
指令回転数記憶手段４１は圧縮機５の回転数を指示する指令回転数を保持するものである。
圧縮機回転数制御手段４３は、モード判定手段３７で決定されたモードに沿って圧縮機駆動部２１へ制御信号を伝送し、圧縮機５の回転数を制御するものである。
【００２３】
以上説明した本実施形態にかかる空気調和装置１の露付防止制御手段３１の露付防止制御動作について図３〜図６に示すフローに基づいて説明する。
図３は露付防止制御の全体フローを示し、図４は露付防止制御時における圧縮機５の回転数制御のフローを示し、図５は解除運転のフローを示し、図６はモード判定におけるモード判定内容を示している。
まず、露付防止制御手段３１は、圧縮機５が運転中であるか判定する（Ｓ１）。運転中でない（Ｎｏ）場合は、当然ながら制御は行なわれない。
圧縮機５が運転中（Ｙｅｓ）であれば、圧縮機５の指令回転数が所定回転数、例えば２０回／秒（ｒｐｓ）以上であるか判定する（Ｓ２）。これは指令回転数記憶手段４１に保持された指令回転数から判定する。
【００２４】
２０ｒｐｓ以下（Ｎｏ）であると判断した場合には、条件判定タイマ３５をセットする（Ｓ４）だけで制御動作は行なわない。
こうすることにより、圧縮機５の回転数が２０ｒｐｓ以下のような低回転数の場合には、吹出温度が結露を発生するほど冷却されることはないので、無駄な制御動作を排除することができる。
【００２５】
２０ｒｐｓ以上（Ｙｅｓ）であると判断した場合には、湿度条件判定手段３３によって湿度条件判定を行なう（Ｓ３）。
湿度条件判定手段３３は、室内吸込湿度検出器２７で検出された室内湿度が第一所定湿度、例えば、６８％を超える湿度となり、その状態が一定時間、例えば２０分間連続したら、露付防止制御が必要と判定する（ＯＮ条件）。この２０分は、条件判定タイマによって計時される。
これ以外の場合（ＯＦＦ条件）には、条件判定タイマ３５をセットする（Ｓ４）だけで制御動作は行なわれない。
一方、別途、露付防止制御中に、室内湿度が第一所定湿度よりも低い第二所定湿度、例えば６３％に満たない湿度となったことを検出した場合には、湿度条件判定手段３３は露付防止制御の解除運転を行なう必要があると判定し、後述の解除運転動作に入る。
【００２６】
次いで、露付防止制御手段３１は、モード判定手段３７によってモード判定を行う（Ｓ５）。
モード判定手段３７は、室内熱交温度検出器２５が検出する室内熱交温度、条件判定タイマ３５、サンプリングタイマ３９および制御ステータス（ＳＴ）の状態によって、例えば図６に示されるようにしてモードを判定する。
モードには、制御を行なわない通常運転モード”０”、サンプリング待ちモード”１”、回転数制御モード”２”、回転数保持モード”３”および解除運転モード”４”がある。
【００２７】
図６において、室内熱交温度の状態は、室内吸込温度検出器２９で検出される室内吸込温度との差が１２℃（第一所定温度差）以上の場合を”０”とし、８〜１２℃を”１”とし、８℃（第二所定温度差）未満を”２”として区分されている。
条件判定タイマ３５の状態は、２０分未満を”０”とし、２０分以上を”１”として区分されている。
サンプリングタイマ３９の状態は、２０秒（所定時間）未満を”０”とし、２０秒以上を”１”として区分されている。
制御ステータスＳＴは、判定時点で制御が行われているモードであり、通常運転中を”０”とし、回転数制御中を”１”とし、解除運転中を”２”として区分されている。
【００２８】
モードは、これらの状態の組み合わせで判定される。例えば、室内熱交温度が室内吸込温度との差が１２℃以上”０”で、条件判定タイマ３５が２０分以上”１”で、サンプリングタイマ３９が２０秒以上”１”で、制御ステータスＳＴが通常運転中”０”である場合には、モードはこれらの交点にある”２”すなわち回転数制御モードと判定される。
モード判定手段３７で判定されたモードは、圧縮機回転数制御手段４３に送られ、圧縮機回転数制御手段４３では、このモードに沿った制御信号を圧縮機駆動部２１へ送る。
【００２９】
圧縮機回転数制御手段４３では、モードに対応して次のような動作を行なう。
モードが”０”、すなわち通常運転であれば、制御ステータスを通常運転中”０”にし（Ｓ６）、サンプリングタイマ３９をクリアして制御を終了する。
モードが”１”、すなわちサンプリング待ちであれば、サンプリングが終了するのを待つことになり、現状を維持することとなる。
モードが”２”、すなわち回転数制御であれば、図４に示すような制御を行なう。
すなわち、まず、指令回転数記憶手段４１の指令回転数ｆＲと圧縮機回転数検出器２３からの実回転数ｆＡとを比較する（Ｓ８）。
【００３０】
指令回転数ｆＲが実回転数ｆＡよりも大きい場合（Ｙｅｓ）、制御回転数ｆＴは、ｆＴ＝ｆＡ−４ｒｐｓと設定される（Ｓ９）。
指令回転数ｆＲが実回転数ｆＡよりも小さい場合（Ｎｏ）、制御回転数ｆＴは、ｆＴ＝ｆＲ−４ｒｐｓと設定される（Ｓ１０）。
次いで、制御回転数ｆＴが２０ｒｐｓ未満かを判断し（Ｓ１１）、そうである場合（Ｙｅｓ）には、制御回転数ｆＴは２０ｒｐｓに設定される（Ｓ１２）。
次いで、２０ｒｐｓ以上の場合（Ｎｏ）とともに、制御ステータスＳＴを回転数制御中”１”にする（Ｓ１３）。
【００３１】
その後のステップは図３に戻り、次のモード判定のためにサンプリングタイマ３９をセットする（Ｓ１４）。
次いで、指令回転数ｆＲと制御回転数ｆＴとを比較する（Ｓ１５）。
指令回転数ｆＲが制御回転数ｆＴよりも小さい場合（Ｙｅｓ）には、算出した制御回転数ｆＴを新たな指令回転数ｆＲとする（Ｓ１６）。
指令回転数ｆＲが制御回転数ｆＴよりも大きい場合（Ｎｏ）には、指令回転数ｆＲを算出した制御回転数ｆＴとする（Ｓ１７）。
そして、圧縮機回転数制御手段４３はこれらの指令回転数ｆＲを圧縮機駆動部２１へ伝送し、圧縮機５の回転数を４ｒｐｓ減少させる。
【００３２】
このように、圧縮機５の回転数が４ｒｐｓ減少すると、圧縮機５から吐出される冷媒量がその分減少するので、冷媒回路３を流れる冷媒量が減少する。これに伴い室内熱交換器１３を流れる冷媒量が減少するので、室内空気からの吸熱量が低下する。このため、室内への吹出温度が上昇するので、室内温度との温度差が小さくなり、室内空気が吹出冷風で冷やされた場所に当っても、それに含まれる湿分が結露することを防止できる。
【００３３】
ステップＳ１４においてサンプリングタイマ３９をセットしたので、２０秒間はサンプリングタイマ３９の状態は”０”となる。また、制御ステータスＳＴは”１”と変更されている。
これら以外の状態が前述の例示と同じ、すなわち、室内熱交温度が室内吸込温度との差が１２℃以上”０”で、条件判定タイマ３５が２０分以上”１”であれば、図６におけるモード判定は”１”となり、サンプリング待ちの状態となり、制御動作は変更されない。
そして、２０秒を経過すると、サンプリングタイマ３９の状態は、”１”となるので、それ以外の状態が変化しなかった場合には、モード判定は”２”となり、再度図４に示されるように圧縮機５の回転数を４ｒｐｓだけ減少させる。
これは、他の状態が変化しない限り繰り返されることになる。
【００３４】
本実施形態では、圧縮機５の１回あたりの低減量は４ｒｐｓ（最大回転数の略５％）と小さくしており、かつ１回毎にモード判定を行っているので、正確で、安定した調整を行なうことができる。
また、室内ファン１５の風量に対応してその風量に対して最適な圧縮機５の回転数に調整することができるので、空気調和装置１は極端な能力低下を防止することができる。
【００３５】
モードが”３”、すなわち回転数保持であれば、サンプリングタイマ３９をセットし（Ｓ１４）、それ以外には、何も制御動作は行なわない。
このように、回転数制御と後述する解除運転との間に、何も制御しないモードを備えているので、制御動作の振れが大きくなるのを防止することができ、制御が安定する。
【００３６】
モードが”４”、すなわち解除運転であれば、図５に示すような制御を行なう。
すなわち、まず、指令回転数ｆＲと制御回転数ｆＴに１ｒｐｓ加えた値とを比較する（Ｓ１８）。
指令回転数ｆＲの方が小さい場合（Ｎｏ）には、モードを”０”として、通常運転に移行する。
指令回転数ｆＲの方が大きい場合（Ｙｅｓ）には、新しい制御回転数ｆＴとしてｆＴ＋１ｒｐｓを設定する（Ｓ１９）。
次いで、制御ステータスＳＴを解除運転中”４”にする（Ｓ２０）。
そして、図３のステップＳ１４に戻り、サンプリングタイマ３９をセットし、前述の回転数制御と同様に、新しい制御回転数ｆＴによって圧縮機５の回転数を１ｒｐｓ（第二所定回転数：最大回転数の略１％）増加させる。
【００３７】
ステップＳ１４においてサンプリングタイマ３９をセットしたので、２０秒間はサンプリングタイマ３９の状態は”０”となり、２０秒間はこの状態を維持することになる。２０秒経過して、他の状態が変化しない場合には、再度このモードによって圧縮機５の回転数は１ｒｐｓ増加される。
このようにして、圧縮機５の回転数は指令回転数ｆＲに到るまで２０秒毎に１ｒｐｓずつ階段状に増加していくことになる。
【００３８】
このように、解除運転では、回転数制御モードに比べると四分の一の変動幅であるので、温度変化は小幅となり、温度差が拡大する方向へ変動する勢いが小さくなる。このため、再度回転数制御モードに戻る恐れがほとんど無くなるので、安定した露付防止を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の冷媒回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる露付防止制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる露付防止制御手段の処理フローを示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる露付防止制御手段における圧縮機の回転数制御の処理を示すフロー図である。
【図５】同じく解除運転の処理を示すフロー図である。
【図６】モード判定内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  空気調和装置
３  冷媒回路
５  圧縮機
７  室外熱交換器
１１  膨張弁
１３室内熱交換器
１５  室内ファン
２５  室内熱交温度検出器
２７  室内吸込湿度検出器
２９  室内吸込温度検出器
３１  露付防止制御手段
【図１】
2006234326.tif 000003
【図２】
2006234326.tif 000004
【図３】
2006234326.tif 000005
【図４】
2006234326.tif 000006
【図５】
2006234326.tif 000007
【図６】
2006234326.tif 000008