(57)【要約】【課題】室内熱交換器の分流管に流れる冷媒の分流の改善を行い、冷房能力の低下を抑制し、露付きのない空気調和機を提供する。【解決手段】本空気調和機は、冷媒が流れる複数の分流管が並列に設けられた室内熱交換器と、この室内熱交換器に送風する室内送風機と、複数の分流管に流れる室内空気の流量を制御する可動パネルとを設け、複数の分流管の一部に冷媒の分流悪化が発生した場合、可動パネルの開度を調整して、室内熱交換器と熱交換する吸込空気の風量バランスを変化させ、分流が悪化した分流管の冷媒の分流を改善する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機に、冷媒が流れる複数の分流管が並列に設けられた室内熱交換器と、この室内熱交換器に送風する室内送風機とを備えた空気調和機において、
前記複数の分流管に流れる室内空気の流量を制御する可動パネルと、
前記複数の分流管の一部に冷媒の分流悪化が発生した場合、前記可動パネルの開度を調整して、前記室内熱交換器と熱交換する吸込空気の風量バランスを変化させ、分流が悪化した分流管の冷媒の分流を改善する制御手段とを設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の分流管毎に設けた温度センサーにより冷媒温度を検知して、分流が悪化している分流管を検出し、可動パネルの開度調整を行なう制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に係り、特に蒸発器に発生する冷媒の分流悪化を改善した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機は、室内機に複数の冷媒の分流管が並列に設けられた室内熱交換器を設け、冷房時、蒸発器となるこの室内熱交換器と室内空気を熱交換し、室内空気を冷却して冷房を行なっている。
【０００３】
このような冷房運転時、外気温度、圧縮機の回転数、エアフィルターの目詰まり状態など、運転条件によって分流管に冷媒が不均一に流れるため、早い段階で冷媒が気相化するドライアウト現象が発生して、この分流管は圧力損失により熱交換温度が低下し、吹出口付近に結露が発生したり、冷房能力が低下するなどの問題がある。
【０００４】
そこで、分流管に生じる冷媒の不均一な流れを改善するため、エアフィルターを通過した空気が流入する熱交換器の風上側に、冷房運転時の冷媒の流れ方向における分流管の入口を配置した空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、冷房運転の室内送風機の回転数が低下すると、室内機の冷風吹出口付近に露付きが発生するため、室内送風機のファン回転数を露付きが発生しない回転数に制御する空気調和機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１３７６４号公報
【特許文献２】特開平３−２０７９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のものは、分流管の数や組み方を改良したものであり、インバータ装置を用いて圧縮機を負荷に合わせて可変速運転を行ない、空調能力を可変可能とした場合には、定格運転に合わせて分流管や減圧手段の調整を行なっても、定格運転以外の負荷条件における最大能力運転や最小能力運転時に、分流管に流れる冷媒の分流が悪化して、冷房能力が低下する問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載のものは、露付き防止の制御を行なうため冷房能力が低下してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、分流管に流れる冷媒の分流の改善を行い、冷房能力の低下がなく、露付きのない空気調和機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】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、室内機に、冷媒が流れる複数の分流管が並列に設けられた室内熱交換器と、この室内熱交換器に送風する室内送風機とを備えた空気調和機において、前記複数の分流管に流れる室内空気の流量を制御する可動パネルと、前記複数の分流管の一部に冷媒の分流悪化が発生した場合、前記可動パネルの開度を調整して、前記室内熱交換器と熱交換する吸込空気の風量バランスを変化させ、分流が悪化した分流管の冷媒の分流を改善する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空気調和機によれば、分流管に流れる冷媒の分流の改善を行い、冷房能力の低下を抑制し、露付きのない空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の空気調和機に用いる冷凍サイクル図。
【図２】本発明の空気調和機に用いる室内機の分流良好状態における縦断面図。
【図３】本発明の空気調和機に用いる室内機の下分流管の分流悪化状態における縦断面図。
【図４】本発明の空気調和機に用いる室内機の上分流管の分流悪化状態における縦断面図。
【図５】本発明の空気調和機に用いる制御ブロック図。
【図６】本発明の空気調和機に用いる可動パネルの開度調整のフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る空気調和機の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る空気調和機１は、室外機２と室内機３を備える。
【００１５】
室外機２には、圧縮機４、四方弁５、室外送風機６、室外熱交換器７および膨張弁８が配管接続されて収容されている。なお、図示していないが、圧縮機はインバータ装置によって空調負荷に応じて可変速運転される。
【００１６】
また、室内機３には、室内送風機９、室内熱交換器１０が収容されている。
【００１７】
そして、圧縮機４で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁５を介して凝縮器としての室外熱交換器７に送られ、ここで外気との熱交換により凝縮液化されて高温高圧の液相冷媒とされ、膨張弁８で減圧される。
【００１８】
さらに、膨張弁８で減圧された冷媒は、冷房時に蒸発器として機能する室内熱交換器１０で室内空気と熱交換を行って気化し、低温低圧の気相冷媒となる。
【００１９】
室内空気はこのときの液相冷媒との熱交換により熱を奪われ、室温が低下する。
【００２０】
室内熱交換器１０からの気相冷媒は、再び四方弁５を介して圧縮機４の吸入側に送られ、この圧縮機４で圧縮されて、同様の過程を繰り返す。
【００２１】
室内熱交換器１０は、冷媒が流れる複数例えば第１の分流管１０Ａ、第２の分流管１０Ｂが並列に設けられる。
【００２２】
第１の分流管１０Ａには、この第１の分流管１０Ａ内を流れる冷媒温度Ｔｃ−１を検出するための第１の温度センサーＳ１が取付けられ、第２の分流管１０Ｂには、この第２の分流管１０Ｂ内を流れる冷媒温度Ｔｃ−２を検出するための第２の温度センサーＳ２が取付けられている。
【００２３】
この室内熱交換器１０の前面で室内空気吸込側には、吸込空気温度Ｔａを検出するための第３の温度センサーとしての吸込空気温度センサーＳａが設けられている。
【００２４】
図２に示すように、室内機３には吸込口１１に対向して室内熱交換器１０が収容され、熱交換器１０は２個に分割され、第１の分流管１０Ａが下側熱交換器を構成し、第２の分流管１０Ｂが上側熱交換器を構成する。
【００２５】
吸込口１１に対向して、可動パネル１２が設けられている。
【００２６】
この可動パネル１２の上端１２ｂは上進退機構１３によって進退され、下端１２ａは下進退機構１４によって上端１２ｂとは独立して進退される。
【００２７】
上進退機構１３は、例えば回転力を直線の動きに変換するラック・アンド・ピニオンからなり、室内機３の側面に取付けられ、ステッピングモータ（パルスモータ）Ｍ１によって回転されるピニオン（図示せず）と、このピニオンによって進退され、一端が可動パネル１２の上端１２ｂに取付けられた上ラック１３ｒからなる。
【００２８】
同様に、下進退機構１４は、ステッピングモータＭ２によって回転されるピニオンと、このピニオンによって進退され、一端が可動パネル１２の下端１２ａに取付けられた下ラック１４ｒからなる。
【００２９】
一般に空気調和機の室内熱交換器の分流管に不均一な流れが生じると、早い段階で冷媒が気相化するドライアウト現象が発生して、この分流管に圧力損失が発生し、分流管の温度が低下して結露が発生し、冷房能力が低下する。
【００３０】
そこで、本空気調和機１は、可動パネル１２の開度調整を行なって、室内熱交換器１０（複数の分流管１０Ａ、１０Ｂ）に流れる空気流量のバランスをとって、すなわちドライアウト現象が発生した分流管に流れる空気流量を減じて、分流を改善する。
【００３１】
例えば、第１の分流管（下側熱交換器）１０Ａおよび第２の分流管（上側熱交換器）１０Ｂに分流悪化によるドライアウト現象が発生していない（正常）場合には、可動パネル１２は、可動パネル１２の上端１２ｂを前進状態、下端１２ａも前進状態として最も熱交換器に流れる空気量を多くして高効率の運転を行うように制御される。
【００３２】
図３に示すように、第１の分流管１０Ａに分流悪化によるドライアウト現象が発生した場合には、第１の分流管１０Ａと熱交換する空気流量を減じるため、上端１２ｂを前進状態、下端１２ａを後退状態にするよう制御される。この結果、若干効率が低下するが、第１の分流管１０Ａでのドライアウト現象が解消できる。
【００３３】
図４に示すように、第２の分流管１０Ｂに分流悪化によるドライアウト現象が発生した場合には、第２の分流管１０Ｂと熱交換する空気流量を減じるため、上端１２ｂを後退状態、下端１２ａを前進状態にするよう制御される。この場合は、第２の分流管１０Ｂでのドライアウト現象が解消できる。
【００３４】
このように、第１の分流管１０Ａ、第２の分流管１０Ｂに発生するドライアウト現象に応じて、第１の分流管１０Ａおよび第２の分流管１０Ｂに流れる室内空気量のバランスを調整し、ドライアウト現象が解消できる。
【００３５】
図５に示すように、室内機３には、室内制御基板２１が設けられ、この室内制御基板２１には、室内機３を制御する制御手段である例えば室内機３のＭＣＵ（マイクロコントロール・ユニット）２２をはじめ各種の回路が取り付けられ、室内機３のＭＣＵ２２は整流器などを備えた電源回路を介して電源に接続される。
【００３６】
室内機３のＭＣＵ２２はＣＰＵ、メモリなどを備え、ＣＰＵがＲＯＭ及びＲＡＭとデータのやりとりを行いながら、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行する。
【００３７】
また、室内機３のＭＣＵ２２はシリアル回路が接続され、室外機２に搭載された図１に示す圧縮機４、室外送風機６の運転を制御する室外機制御回路（図示せず）との信号の伝達を行う。室内機３のＭＣＵ２２は、室温等を検出して空調負荷を算出し、圧縮機４、室外送風機６の回転速度を決定し、このデータ信号をシリアル回路を介して室外機制御回路へと送信する。  インバータ装置を含む室外機制御回路は、整流回路のＤＣ電圧をＰＷＭ制御してＤＣをＡＣに変換して、圧縮機に内蔵された圧縮機モータを室内機３のＭＣＵ２２から指示される回転速度になるように可変速駆動する。
【００３８】
さらに、ＭＣＵ２２には、室内送風機９を駆動制御する室内ファン駆動回路２３が接続され、また、上進退機構１３のステッピングモータＭ１を駆動制御する第１のモータ駆動回路２４、下進退機構１４のステッピングモータＭ２を駆動制御する第２のモータ駆動回路２５が接続されている。
【００３９】
また、ＭＣＵ２２には、第１の温度センサーＳ１、第２の温度センサーＳ２および吸込空気温度センサーＳａが検知した温度情報信号が入力される。
【００４０】
さらに、ＭＣＵ２２には、リモコン３０から運転操作信号が送られ、この内容に基づき運転が制御される。
【００４１】
次にＭＣＵ２２の処理及び本空気調和機の動作について、図６に示す可動パネルの動作フロー図に沿って説明する。
【００４２】
ここでは、冷房運転モードを例にとり説明する。
【００４３】
使用者は、リモコン３０の温度設定ボタンを操作して快適に感じる希望温度を設定し、冷房運転ボタンを押して空気調和機を冷房運転モードで運転するように指令することで、リモコン３０に設定された温度と冷房運転の指令信号が室内機３のＭＣＵ２２に送信される。
【００４４】
設定温度はＭＣＵ２２でメモリに記憶される。室内機３に設置された室内温度センサーが、室内機３に吸い込まれる空気の温度を検出し、設定温度との差やその時間変化量に基づき圧縮機４、室外送風機６の回転速度を決定して冷房運転制御を行う。
【００４５】
第１の温度センサーＳ１により、第１の分流管（下側熱交換器）１０Ａの冷媒温度Ｔｃ−１が検知され、第２の温度センサーＳ２により、第２の分流管（上側熱交換器）１０Ｂの冷媒温度Ｔｃ−２が検知され、吸込空気温度センサーＳａにより、室内空気吸込温度Ｔａが検知され、Ｔｃ−１、Ｔｃ−２、Ｔａの温度情報信号がＭＣＵ２２に送信される。
【００４６】
Ｔｃ−１、Ｔｃ−２、Ｔａの温度情報信号を受信したＭＣＵ２２は、第１の冷媒温度Ｔｃ−１が第１の所定温度（第１の閾値）ａより低いか否かを判断する（Ｓ１）。
【００４７】
ここで第１の所定温度ａは、室内温度Ｔａに応じた値であり、試験により予め求められている。
【００４８】
冷媒温度Ｔｃ−１が第１の所定温度値ａより低い場合（Ｓ１のＹＥＳ）、複数（ｎ）個の冷媒温度Ｔｃｎの平均温度Ｔｃ−ａｖｅ（ここで、Ｔｃ−ａｖｅ＝Ｔｃ−ｎ／ｎ）、例えば平均温度Ｔｃ−ａｖｅ＝（Ｔｃ−１＋Ｔｃ−２）／２と第１の分流管１０Ａの冷媒温度Ｔｃ−１の差の絶対値が、第２の所定温度（第２の閾値）ｂより大きいか否か判断する（Ｓ２）。
【００４９】
平均温度Ｔｃ−ａｖｅと冷媒温度Ｔｃ−２の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより高い場合（Ｓ２のＹＥＳ）、冷媒温度Ｔｃ−２が第１の所定温度ａより低いか否かを判断する（Ｓ３）。
【００５０】
冷媒温度Ｔｃ−２が第１の所定温度ａより低くない場合（Ｓ３のＮＯ）、第１の分流管１０Ａ中間にドライアウト現象が発生していると判断し、図３に示すように、可動パネル１２の下端１２ａを後退状態、上端１２ｂを前進状態にする（Ｓ４）。
【００５１】
これにより、第１の分流管１０Ａへ流入する風量を低下させて、第１の分流管１０Ａに流れる冷媒流量を調整し、第１の分流管１０Ａの中間でのドライアウト現象を解消し、正常な冷房運転が行われ、希望の室内温度に調節される。
【００５２】
第１の分流管１０Ａへ流入する風量を低下させて、第１の分流管１０Ａに流れる冷媒流量を調整して、第１の分流管１０Ａの中間でのドライアウト現象を解消し、分流改善を行う。
【００５３】
このような状態で同様のステップを繰り返す。
【００５４】
ステップＳ３において、冷媒温度Ｔｃ−２が第１の所定温度ａより低い場合（Ｓ３のＹＥＳ）、平均温度Ｔｃ−ａｖｅと第２の分流管１０Ｂの冷媒温度Ｔｃ−２の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより大きいか否か判断する（Ｓ５）。
【００５５】
冷媒温度Ｔｃ−２が第２の所定温度ｂより大きい場合（Ｓ５のＹＥＳ）、第１の分流管１０Ａおよび第２の分流管１０Ｂの中間にドライアウト現象が発生していると判断する。このような現象は稀に発生するものであり、現状維持し、最終的に冷凍サイクルがバランスして、ドライアウト現象が解消するのを待つ。
【００５６】
平均温度Ｔｃ−ａｖｅと第２の分流管１０Ｂの冷媒温度Ｔｃ−２の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより大きくない場合（Ｓ５のＮＯ）、第２の分流管１０Ｂの中間にドライアウト現象の発生がないと判断して、ステップＳ４の動作を継続する。
【００５７】
ステップＳ１において、冷媒温度Ｔｃ−１が第１の所定温度ａより低くない場合（Ｓ１のＮＯ）、平均温度Ｔｃ−ａｖｅと冷媒温度Ｔｃ−１の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより高くない場合（Ｓ２のＮＯ）、冷媒温度Ｔｃ−２が第１の所定温度ａより低いか否かを判断する（Ｓ６）。
【００５８】
冷媒温度Ｔｃ−２が第１の所定温度値ａより低い場合（Ｓ６のＹＥＳ）、平均温度Ｔｃ−ａｖｅと第２の分流管１０Ｂの冷媒温度Ｔｃ−２の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより大きいか否か判断する（Ｓ７）。
【００５９】
平均温度Ｔｃ−ａｖｅと冷媒温度Ｔｃ−２の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより高い場合（Ｓ７のＹＥＳ）、第２の分流管１０Ｂの中間にドライアウト現象が発生していると判断し、図４に示すように、可動パネル１２の下端１２ａを前進状態、上端１２ｂを後退状態にする（Ｓ８）。
【００６０】
これにより、第２の分流管１０Ｂへ流入する風量を低下させて、第２の分流管１０Ｂに流れる冷媒流量を調整し、第２の分流管１０Ｂの中間でのドライアウト現象を解消し、正常な冷房運転が行われ、希望の室内温度に調節される。
【００６１】
ステップＳ６において、冷媒温度Ｔｃ−２が第２の所定温度ｂより低くない場合（Ｓ６のＮＯ）、およびステップＳ７において、第２の分流管１０Ｂの冷媒温度Ｔｃ−２の差の絶対値が、第２の所定温度ｂより大きくない場合（Ｓ７のＮＯ）、第１の分流管１０Ａおよび第２の分流管１０Ｂの中間にドライアウト現象が発生していないと判断し、図２に示すように、可動パネル１２は、可動パネル１２の上端１２ｂを前進状態、下端１２ａも前進状態を保つ（Ｓ９）。
【００６２】
上記のように、本空気調和機は室内熱交換器において、冷媒温度センサーによる冷媒温度の検知により、冷媒の分流が悪化してドライアウト現象が発生した分流管を早期に検出し、可動パネルの開度を調整することにより、室内熱交換器へ流入する空気の風量バランスを変化させ、複数の分流管への分流改善を行う。
【００６３】
これにより、分流管のドライアウト現象による圧力損失を防止して、熱交換温度の低下による結露の発生をなくし、冷房能力の低下を防ぐことができる。
【００６４】
本実施形態の空気調和機によれば、室内熱交換器の分流管に流れる冷媒の分流の改善を行い、冷房能力の低下を抑制し、露付きのない空気調和機が実現される。
【００６５】
なお、上記実施形態では、２個の分流管からなる室内熱交換器と１枚の可動パネルを用いる例で説明したが、本空気調和機は３個以上の分流管からなる室内熱交換器と１枚以上の可動パネルを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…空気調和機、２…室外機、３…室内機、４…圧縮機、５…四方弁、６…室外送風機、７…室外熱交換器、８…膨張弁、９…室内送風機、１０…室内熱交換器、１０Ａ…第１の分流管、１０Ｂ…第２の分流管、１１…吸込口、１２…可動パネル、１２ａ…下端、１２ｂ…上端、１３…上進退機構、１３ｒ…上ラック、１４…下進退機構、１４ｒ…下ラック、２１…室内制御基板、２２…ＭＣＵ、２３…室内ファン駆動回路、２４…第１のモータ駆動回路、２５…第２のモータ駆動回路、３０…リモコン、Ｍ１…ステッピングモータ、Ｍ２…ステッピングモータ、Ｓ１…第１の温度センサー、Ｓ２…第２の温度センサー、Ｓａ…吸込空気温度センサー。
【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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