(57)【要約】【課題】空調能力の低能力化と低能力空調時の快適性向上を両立させた空気調和機の提供。【解決手段】蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を第１熱交換領域と第２熱交換領域に分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とはこれら両者間に第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、前記第２膨張弁は圧縮機の運転周波数が最低運転周波数で且つ、その圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに絞る構成としてある。これにより、第２膨張弁を絞ることによって第１熱交換領域と第２熱交換領域が凝縮機能部分と蒸発機能部分となり、両熱交換領域間で熱移動が生じ、熱交換能力を低能力化することができる。したがって、圧縮機を最低運転周波数で運転している時の空調空気の温度よりも冷房時は高め、暖房時は低めとすることができ、空調能力の低能力化を実現し、低能力空調時の快適性を向上することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域とに分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、かつ、前記第２膨張弁は前記圧縮機の運転周波数が最低運転周波数で且つその圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに、絞る構成とした空気調和機。
【請求項２】
前記第１膨張弁は、前記室内熱交換器に吸込まれる室内側空気の吸込温度とリモコンによって設定される設定温度との温度差に応じて制御する構成とした請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記室内熱交換器は室外ファンを備え、前記室外ファンは前記吸込温度と前記設定温度との温度差に応じて回転数を制御する構成とした請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項４】
運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域に分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、且つ前記制御部は前記吸込温度と前記設定温度との差が所定値以下になると、前記第１膨張弁の開度或いは室外熱交換器の室外ファン回転数を可変制御する構成とした空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の空調負荷に応じて圧縮機の運転周波数を制御する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に空気調和機は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機の運転周波数を制御して冷凍サイクルに循環させる冷媒量を可変し空調能力を制御するように構成されている。
【０００３】
上記構成の空気調和機は、圧縮機の円滑な回転を保証する関係からその最低運転周波数が設定されている。
【０００４】
したがって、圧縮機の最低運転周波数よりも低い運転での空調能力を必要とするときには、圧縮機の運転をオンオフさせて空調するが、この場合圧縮機の運転オンオフに伴って熱交換後の空調空気の温度に大きな変動が生じ、快適性が低下する。また、圧縮機の運転オンオフに伴い消費電力が増加し、省エネ性も低下する。
【０００５】
そこで、圧縮機を停止したまま送風量を制御するなどして快適な低能力空調を実現しようとしたものがみられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図７（ａ）（ｂ）は上記特許文献１記載の空気調和機の概略構成及び動作フローチャートを示し、この空気調和機は、圧縮機１０１、凝縮器１０２、絞り弁（膨張弁）１０３、蒸発器１０４を接続して冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルに循環させる冷媒量を前記圧縮機１０１の運転周波数を制御することにより可変して空調能力を制御するように構成されている。そして、図７（ｂ）の動作フローチャートに示されているように前記圧縮機１０１の運転周波数が最低運転周波数で、そのときの圧縮機能力が前記空調負荷に対し過剰な状態にあれば（Ｓ１）、前記圧縮機１０１を停止し（Ｓ２）、室内への送風を継続しながらその送風量を最小風量以下に制御（Ｓ３）するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２５４５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の空気調和機は、圧縮機を停止したままの送風であるため時間の経過とともに空調空気の温度が変化し、圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態の時の快適性は完全とは言えないものであった。
【０００９】
また、時間の経過とともに設定温度に対する空調空気の温度差が大きくなって結局は圧縮機を所定運転周波数で運転再開させることになり、そのオンオフ周期を長くすることができても、圧縮機オンオフによる消費電力増による省エネ性低下問題は残るものであった。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、空調能力そのもの低能力化と低能力空調時の快適性向上を両立する空気調和機の提供を目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域とに分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、かつ、前記第２膨張弁は前記圧縮機の運転周波数が最低運転周波数で且つその圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに、絞る構成としてある。
【００１２】
これにより、第２膨張弁を絞ることによって室内熱交換器の第１熱交換領域と第２熱交換領域が凝縮機能部分と蒸発機能部分とになり、両熱交換領域間で温度差による熱移動が生じ、熱交換器全体としての熱交換能力を低くすることができる。つまり、圧縮機を最低運転周波数で運転している時の空調能力よりも更に低い能力で空調運転を続けることができ、快適性を大きく向上させることができる。しかもこの低能力空調時の空気は、圧縮機オンオフタイプの場合のように時間経過によってその温度が大きく変動するようなことがなく、低能力空調を長時間続けても快適な空調を実現することができる。また、上記空調の低能力化、つまり第１熱交換領域と第２熱交換領域との間の熱移動は、熱交換器部分で行っているので、冷房時に低能力化した時、第１熱交換領域と第２熱交換領域で熱交換した温度差のある空気が熱交換器下流のファン部分で混合して結露水が発生し、この結露水が空調空気とともに吹き出すようなことも防止でき、信頼性の高いものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成により、空調能力の低能力化と低能力空調時の快適性向上を両立させ信頼性の高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】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の概略構成図
【図２】同実施の形態１に係る空気調和機における冷凍サイクル回路のパス構成を模式的に示した図
【図３】同実施の形態１に係る空気調和機の室内機を示す概略構成図
【図４】同実施の形態１に係る空気調和機の制御ブロック図
【図５】同実施の形態１に係る空気調和機の低能力制御を示すフローチャート図
【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の低能力制御を示すフローチャート図
【図７】（ａ）従来の空気調和機の概略構成図、（ｂ）同空気調和機の動作を示すフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域とに分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、かつ、前記第２膨張弁は前記圧縮機の運転周波数が最低運転周波数で且つその圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに、絞る構成としてある。
【００１６】
これにより、第２膨張弁を絞ることによって第１熱交換領域と第２熱交換領域が凝縮機能部分と蒸発機能部分とになり、両熱交換領域間で温度差による熱移動が生じ、熱交換器全体としての熱交換能力を低くすることができる。つまり、圧縮機を最低運転周波数で運転している時の空調能力よりも低い能力で空調運転を続けることができ、快適性を大きく
向上させることができる。
【００１７】
しかもこの低能力空調時の空気は、圧縮機オンオフタイプの場合のように時間経過によってその温度が大きく変動するようなことがなく、低能力空調を長時間続けても快適な空調を実現することができる。
【００１８】
また、上記空調の低能力化の実行中において、第１熱交換領域と第２熱交換領域との間の熱移動は、熱交換器部分で行っているので、冷房時に低能力化した時、第１熱交換領域と第２熱交換領域で熱交換した温度差のある空気が熱交換器下流のファン部分で混合して結露水が発生し当該結露水が空調空気とともに吹き出すようなことも防止でき、信頼性の高いものとすることができる。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、第１膨張弁は、前記室内熱交換器に吸込まれる室内側空気の吸込温度とリモコンによって設定される設定温度との温度差に応じて制御する構成としてある。
【００２０】
これにより、吸込温度と設定温度との温度差に応じて第１熱交換領域と第２熱交換領域の温度を変えこれら両者間の熱移動量を可変することができるので、低能力時における能力調節が可能となり、より快適な空調が実現できる。
【００２１】
第３の発明は、第１あるいは第２の発明において、室内熱交換器は室外ファンを備え、前記室外ファンは前記吸込温度と前記設定温度との温度差に応じて回転数を制御する構成としてある。
【００２２】
これにより、吸込温度と設定温度との差に応じて第１熱交換領域と第２熱交換領域を流れる冷媒流量が変化するので、低能力時における能力調節が可能となり、より快適な空調が可能となる。
【００２３】
第４の発明は、運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域に分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、且つ前記制御部は前記吸込温度と前記設定温度との差が所定値以下になると、前記第１膨張弁の開度或いは室外熱交換器の室外ファン回転数を可変制御する構成としてある。
【００２４】
これにより、吸込温度と設定温度との差が所定値までの間は圧縮機の運転周波数を変化させて空調能力を調節し、吸込温度と設定温度との差が所定値以下になった後の空調能力の調節は第１膨張弁の開度或いは室外ファンの回転数制御によって行うようになり、圧縮機の運転周波数の変更頻度を少なくすることができる。よって、圧縮機の運転周波数可変による電力消費を抑え、省エネ性を向上させることができる。また圧縮機の運転周波数の変更頻度を少なくしてもきめ細かな能力調節ができ、快適な空調を実現することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の概略構成図である。
【００２７】
本実施の形態の空気調和機は、図１に示すように、室内機１および室外機２、並びにこれらを接続する配管３を備えており、室内機１は蒸発器或いは凝縮器として使用される室内熱交換器４と室内ファン５を備え、室外機２は凝縮器或いは蒸発器として使用される室外熱交換器６と室外ファン７、圧縮機８、第１膨張弁９、冷暖房切換用の四方弁１０を備えている。
【００２８】
上記室内機１の室内熱交換器４、室外機２の室外熱交換器６、圧縮機８、第１膨張弁９、冷暖房切換用の四方弁１０は、配管３で環状に接続され、これにより冷房或いは暖房が可能な冷凍サイクルが形成されている。
【００２９】
具体的には、圧縮機８の吐出口に四方弁１０を介して室外熱交換器６が配管接続され、この室外熱交換器６に第１膨張弁９を介して室内熱交換器４が配管接続されている。そして、室内熱交換器４に四方弁１０を介して圧縮機８の吸込口が配管接続されている。
【００３０】
室内機１が備える室内熱交換器４は、室内ファン５により室内機１の内部に吸い込まれた室内空気と、室内熱交換器４の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。室内機１は、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に送風し、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に送風する。
【００３１】
室外機２が備える室外熱交換器６は、室外ファン７により室外機２の内部に吸い込まれた外気と室外熱交換器６の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
【００３２】
図２は、上記実施の形態１の空気調和機における冷凍サイクル回路のパス構成を模式的に示した図である。
【００３３】
図２に示すように、室内機１の室内熱交換器４は第１熱交換領域４０及び第２熱交換領域４１を備えている。上記第１熱交換領域４０及び第２熱交換領域４１は、複数の熱交換部、この例では室内ファン５の前面側と上方側と背面側の概ね三方を囲むように配設された熱交換部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び熱交換部４１ａ，４１ｂ，４１ｃによって構成されている。
【００３４】
上記第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１は、第２膨張弁１２を介して直列に接続してあり、かつ、第１熱交換領域４０の第１熱交換部４０ａと第２熱交換領域４１の第３熱交換部４１ｃ、第１熱交換領域４０の第２熱交換部４０ｂと第２熱交換領域４１の第２熱交換部４１ｂ、第１熱交換領域４０の第３熱交換部４０ｃと第２熱交換領域４１の第１熱交換部４１ａは、それぞれ室内空気の流れ方向に重なるように配置してある。
【００３５】
また第１熱交換領域４０の第３熱交換部４０ｃ及び第２熱交換領域４１の第３熱交換部４１ｃには、第１温度検出手段１４、第２温度検出手段１５が設けてあり、第３熱交換部４０ｃ及び第３熱交換部４１ｃの温度を検出している。
【００３６】
また、室内機１にはその空気吸込口近傍に室温検出手段１６が設けてあり、室温を検出している。
【００３７】
図３は室内機の概略構成を示す。室内機１は空気吸込口２１および空気吹出口２２を有し、これら両者をつなぐ通風路２３に室内熱交換器４、および室内ファン５が設けられている。室内ファン５の動作により、室内空気が空気吸込口２１から吸込まれる。吸込まれた空気は、室内熱交換器４で冷却または暖められ、空調用空気として空気吹出口２２から室内に吹出される。空気吹出口２２には、吹出し風の方向を上下方向に調節するための風
向変更羽根２４が設けられ、空気吸込口２１には塵埃等を除去するフィルタ２５が設けられている。
【００３８】
図４は制御ブロック図で、制御部３０は室内制御部と室外制御部に分かれ、室内制御部と室内制御部とで信号のやり取りを行いながら空気調和機の全般にわたる制御を行う。この制御部３０は、第１温度検出手段１４、第２温度検出手段１５、室温検出手段１６、室温設定部１７の出力に基づき圧縮機８、第１膨張弁９、四方弁１０、第２膨張弁１２、室内ファン５、室外ファン７等を制御するようになっている。
【００３９】
制御部３０はインバータ制御部３１を有し、室温検出手段１６と室温設定部１７との信号に基づきインバータ制御部３１に指令を出し、インバータ制御部３１は前記指令に応じた周波数で圧縮機８を駆動する。
【００４０】
また、室温検出手段１６と室温設定部１７との信号に基づき第１膨張弁９と第２膨張弁１２の開度を調節するとともに、室内ファン５、室外ファン７の回転を可変して空調能力を制御する。
【００４１】
また、制御部３０は、低能力運転制御部３２を備えている。この低能力運転制御部３２は、室温検出手段１６と室温設定部１７との信号に基づき圧縮機８の運転周波数を調節して空調を行っている時、圧縮機８の運転周波数が最低運転周波数で、そのときの圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態にあれば、第１膨張弁９と第２膨張弁１２を通常運転時と異なる開度に制御する。
【００４２】
以下、上記のように構成された空気調和機の作用効果について説明する。
【００４３】
まず、通常運転時の冷媒の流れについて説明する。冷房運転時、圧縮機８で圧縮された冷媒は、四方弁１０を介して室外機２の室外熱交換器６に送出され、外気と熱交換して凝縮し液化する。液化した液冷媒は所定の開度に設定された第１膨張弁９により減圧され、室内機１の室内熱交換器４に送出される。室内熱交換器４では、室内空気との熱交換により液冷媒が蒸発してガス冷媒となる。この時、室内熱交換器４の第２膨張弁１２は全開状態、すなわち第２膨張弁１２が実質的に存在しないのと同じ状態となっており、室内熱交換器４の第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１はともに蒸発器として機能し、液冷媒が蒸発して室内ファン５に吸い込まれる室内空気を冷気に変換しガス冷媒となる。このガス冷媒は、四方弁１０を介して室外機２の圧縮機８に戻る。圧縮機８は再びガス冷媒を圧縮して四方弁１０を介し室外熱交換器６に吐出する。
【００４４】
また、暖房運転では、圧縮機８で圧縮された冷媒は、四方弁１０を介して室内機１の室内熱交換器４に送出される。室内熱交換器４では、室内空気との熱交換によりガス冷媒が凝縮して液化する。この時、室内熱交換器４の第２膨張弁１２は全開状態、すなわち第２膨張弁１２が存在しないのと同じ状態となっているから、室内熱交換器４の第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１はともに凝縮器として機能し、ガス冷媒が室内ファン５に吸い込まれる室内空気を温風に変換して液冷媒となる。液化した液冷媒は、第１膨張弁９により減圧されて気液二相冷媒となり、室外機２の室外熱交換器６に送出される。室外熱交換器６は外気と気液二相冷媒とを熱交換するので、気液二相冷媒は蒸発してガス冷媒となり、圧縮機８に戻る。圧縮機８はガス冷媒を圧縮して四方弁１０を介して再び室内機１の室内熱交換器４に吐出する。
【００４５】
上記冷房もしくは暖房運転は、室温設定部１７による設定温度と室温検出手段１６が検出した室内空気の吸込温度との温度差ΔＴによって空調負荷が求められ、この空調負荷に応じて圧縮機８の運転周波数を可変して行われる。例えば、運転開始時のように設定温度
と吸込温度との温度差ΔＴが大きく空調負荷が大きい状況では運転周波数を高めに設定し、運転が進んで設定温度と吸込温度との温度差ΔＴが小さくなって空調負荷が減少すると運転周波数を低減して、空調運転を行う。
【００４６】
そして、上記室温検出手段１６が検出する吸込温度が室温設定部１７による設定温度に達すると、圧縮機８の運転周波数を最低運転周波数にし、空調運転を続ける。
【００４７】
この時、圧縮機８を最低運転周波数で運転していても圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態であると、吸込温度が設定温度を超えて冷房時は低下、暖房時は上昇するが、この空気調和機では低能力運転制御部３２が作動して最低運転周波数で運転している時よりも低能力で空調運転を行うことができる。
【００４８】
以下、その低能力運転について冷房運転時を例にしてその動作を図５のフローチャートとともに説明する。
【００４９】
空調運転が開始されると、まず吸込温度と設定温度を比較し、吸込温度が設定温度より低く、例えばこの例では０℃以下になり（ステップ５１のＹＥＳ）、圧縮機８の運転周波数が最低運転周波数になるまで（ステップ５２のＮＯ）、圧縮機８の運転周波数を下げながら（ステップ５３）通常の空調運転を行う。
【００５０】
そして、上記通常運転が続けられ、吸込温度が設定温度以下まで低くなって（ステップ５１のＹＥＳ）、圧縮機８の運転周波数が最低運転周波数になっていれば（ステップ５２のＹＥＳ）、低能力運転制御部３２が作動する。
【００５１】
低能力運転制御部３２は、まず第１膨張弁９の開度を所定開度から初期開度、この例では全開の状態にリセット（ステップ５４）し、第２膨張弁１２は前記通常運転時の開度、すなわち全開状態から所定開度絞った状態、すなわち所定開度に変更（ステップ５５）する。
【００５２】
これにより、第１膨張弁９は実質的に存在しないのと同じ状態となって第２膨張弁１２が通常運転時の第１膨張弁９の役割を果たすようになり、冷媒は室内熱交換器４の第１熱交換領域４０で凝縮され、所定開度に絞られた第２膨張弁１２により減圧されて第２熱交換領域４１に送出される。そして、第２熱交換領域４１で蒸発され、この第２熱交換領域４１の蒸発機能によって冷房が継続されることになる。
【００５３】
この時、上記第１熱交換領域４０は凝縮機能として働いているので温度が高くなっており、しかも、第２熱交換領域４１とは空気の流れ方向に重なり合う形となっているので、第２熱交換領域４１の蒸発による冷房能力は第１熱交換領域４０の凝縮による凝縮熱分だけ低下することになる。つまり、第１熱交換領域４０で熱交換される空気と第２熱交換領域４１で熱交換される空気との間で熱移動が起こり、第２熱交換領域４１の蒸発による冷房能力は第１熱交換領域４０の凝縮熱分だけ相殺され、低下する。
【００５４】
したがって、冷房運転時には圧縮機８の最低運転周波数で運転している時よりも低能力で冷房運転を行うことができる。
【００５５】
このようにして低能力による冷房を行い、吸込温度と設定温度との温度差ΔＴを確認（ステップ５９）して、上記温度差ΔＴが所定温度以下、つまり圧縮機８を最低運転周波数以下の能力で冷房を行っていても空調負荷に対し過剰で温度が下がる場合（ステップ５６の−１℃以下）は、更に空調負荷が小さいと判断して、第１膨張弁９の開度を所定開度から更に所定量開く（ステップ５７）。
【００５６】
これにより、第１熱交換領域４０の凝縮熱量が増加し第２熱交換領域４１の蒸発熱量が低下して空調能力が一段と低下、つまり更に低能力化した状態で冷房する。
【００５７】
また、前記温度差ΔＴが所定温度以上、つまり圧縮機８を最低運転周波数以下の低能力で冷房を行っていると、空調負荷が大きくて吸込温度が上がり始め設定温度まで冷房できない、この例では設定温度に対し１℃以上高くなってしまう場合は、第１膨張弁９の開度を所定開度から所定量絞る（ステップ５８）。
【００５８】
これにより、第１熱交換領域４０の凝縮熱量が減少し第２熱交換領域４１の蒸発熱量が増加して、圧縮機８を最低運転周波数で運転している時の空調能力近くまで能力が復帰し、この大きくなった能力で冷房する。
【００５９】
以上のようにして低能力運転時における空調能力を調節しながら冷房を続ける。すなわち、上記ステップ５７或いはステップ５８を実行しながら、１℃未満であればステップ５６へと戻ってそのまま低能力運転による冷房運転を続け、吸込温度が設定温度より１℃より高くなると次ステップへと移行して通常運転に戻る。
【００６０】
一方、暖房運転時は冷媒の流れが逆になり、低能力運転制御部３２は第１膨張弁９と第２膨張弁１２を前記とは逆の制御を行う。これにより室内熱交換器４の第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間で前記と逆の熱移動が起こり、圧縮機８の最低運転周波数で運転している時よりも低い能力で暖房運転を行うことができる。
【００６１】
以上のように本実施の形態の空気調和機は、圧縮機８を最低運転周波数で運転している時の能力よりも低い能力で空調を行い、快適な空調を実現することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、上記第１膨張弁９の開度を吸込温度と設定温度との差によって調節しているので、第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間で行われる熱移動を調節、つまり空調能力を調節することができ、低能力運転時においてもきめ細かな空調制御が可能となる。
【００６３】
このように本実施形態の空気調和機は、室内熱交換器４を第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１に分離し、前記第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間に第２膨張弁１２を設け、圧縮機８を最低運転周波数で運転していてもその圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに、第１膨張弁９を調節して第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間で熱を移動させており、これによって、空調能力の低能力化を実現し、快適な低能力空調を可能としている。
【００６４】
しかも上記低能力空調時の空調空気の温度は第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間の熱移動によって行っているので、圧縮機オンオフタイプの場合のような時間の経過によって空調空気の温度が大きく変化することがなく、低能力空調を長時間続けても快適な空調を実現することができる。そして、圧縮機オンオフによる電力消費増も抑制でき、省エネ性を向上させることができる。
【００６５】
加えて、上記低能力化、つまり第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間の熱移動は、熱交換器部分で行っているので、低能力化した時に懸念される障害、すなわち、第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１で熱交換した温度差のある空気が熱交換器下流のファン部分で混合して結露水が発生し、この結露水が空調空気とともに吹き出すようなことも防止でき、信頼性の高いものとすることができる。
【００６６】
ところで、本実施の形態では、低能力化した時に第１膨張弁の開度を調節して空調能力の調節を行うように構成しているが、これは低能力時に限らず通常の空調運転時に行うように応用してもよく、このようにすれば圧縮機８の運転周波数の変更頻度を少なくして省エネ性を確保しつつきめ細かな能力調節ができる。
【００６７】
例えば、制御部３０は低能力運転制御部３２を有することなく吸込温度と設定温度との差が所定値、例えば１℃以下になるまでは、圧縮機８の運転周波数を可変することによって空調能力を制御し、１℃以下になると図５のステップ５４以降の動作を行うようにする。
【００６８】
これにより、吸込温度と設定温度との差が１℃より高くなっている間は圧縮機８の運転周波数を可変して空調能力を制御し、吸込温度と設定温度との差が１℃以下になった後の空調能力の制御は第１膨張弁９の開度調節によって行うようになり、圧縮機８の運転周波数の変更頻度を少なくすることができる。よって、圧縮機８の運転周波数可変による電力消費を抑え、省エネ性を向上させることができる。また圧縮機８の運転周波数の変更頻度を少なくしてもきめ細かな能力制御ができ、快適な空調を実現することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
本実施の形態の空気調和機は、図１〜図４に示す実施の形態１と同じ構成であるが、制御部３０の低能力運転制御部３２はその制御が異なる。以下、その制御について説明する。
【００７０】
図６は実施の形態２における空気調和機の低能力制御を示すフローチャート図である。
【００７１】
図６に示すように本実施の形態２では、ステップ５１〜ステップ５５までは実施の形態１と同じであるが、ステップ５５以降の低能力時による能力制御は第１膨張弁９の開度調節ではなく室外ファン７の回転数を調節することによって行っている。
【００７２】
すなわち、吸込温度と設定温度との温度差ΔＴが所定温度以下、つまり圧縮機８を最低運転周波数以下の能力で冷房を行っていても空調負荷に対し過剰で温度が下がる場合（ステップ５６の−１℃以下）は、更に空調負荷が小さいと判断して、室外ファン７の回転数を上げる（ステップ６０）。
【００７３】
これにより、室外熱交換器６の凝縮圧及び室内熱交換器４の第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１の凝縮圧・蒸発圧がともに低下する。その結果、冷媒の循環量が低下し、空調能力が減少する。すなわち更に低能力化した状態で冷房することになる。
【００７４】
また、前記温度差ΔＴが所定温度以上、つまり圧縮機８を最低運転周波数以下の能力で冷房を行っていると、空調負荷が大きくて設定温度まで冷房できない、この例では設定温度に対し１℃以上高い場合（ステップ５６の１℃以上）は、室外ファン７の回転数を下げる（ステップ６１）。
【００７５】
これにより、室外熱交換器６の凝縮圧及び室内熱交換器４の第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１の凝縮圧・蒸発圧の低下度合が少ないものとなる。その結果、圧縮機８を最低運転周波数で運転している時の冷媒循環量近くまで冷媒の循環量が増加し、圧縮機８を最低運転周波数で運転している時の空調能力近くまで能力が復帰し、この能力で冷房する。
【００７６】
そして、上記ステップ６０或いはステップ６２を実行しながら、吸込温度が設定温度より１℃より高くなると次ステップへと移行して通常運転に戻り、１℃未満であればステッ
プ５６へと戻ってそのまま低能力運転による冷房運転を続ける。
【００７７】
このようにして、圧縮機８を最低運転周波数で運転している時の能力よりも低い能力で冷房を行い、快適な冷房を実現することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態２で示した室外ファン７の回転数制御による能力制御も前記第１膨張弁９の開度調節による能力制御と同様、低能力時に限らず圧縮機８の運転周波数可変による通常の空調運転時に行うようにしてもよいものである。
【００７９】
また、上記実施の形態１，２は、更に低能力運転時には室内ファン５の回転数も調節して吹き出し風量を変えるようにしてもよい。
【００８０】
併せて吹き出し方向を上下に変えるようにしてもよい。
【００８１】
さらに、第１膨張弁９の開度調節或いは室外ファン７の回転数調節を室内温度と設定温度との差に基づいて行うようにしているが、湿度情報も加えて制御するようにしてもよい。
【００８２】
また、室内熱交換器４の第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１の各熱交換部はそれぞれ独立した熱交換器としているが、これは一体物としてもよい。この場合は第１熱交換領域４０と第２熱交換領域４１との間の熱の移動が空気同士の熱移動に加えフィンを介しての伝導熱によって行われるため、熱移動による相殺効果を良好なものとすることができ効果的である。
【００８３】
以上、本発明に係る空気調和機について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、空調能力の低能力化と低能力空調時の快適性向上を両立させた信頼性の高い空気調和機とすることができる。よって、一般家庭で使用される空気調和機を含む様々な空気調和機に適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１  室内機
２  室外機
３  配管
４  室内熱交換器
５  室内ファン
６  室外熱交換器
７  室外ファン
８  圧縮機
９  第１膨張弁
１０  四方弁
１２  第２膨張弁
１４  第１温度検出手段
１５  第２温度検出手段
１６  室温検出手段
１７  室温設定部
１８  室外熱交温度検出手段
２１  空気吸込口
２２  空気吹出口
２３  通風路
２４  風向変更羽根
２５  フィルタ
３０  制御部
３１  インバータ制御部
３２  低能力運転制御部
４０  第１熱交換領域
４０ａ  第１熱交換領域の第１熱交換部
４０ｂ  第１熱交換領域の第２熱交換部
４０ｃ  第１熱交換領域の第３熱交換部
４１  第２熱交換領域
４１ａ  第２熱交換領域の第１熱交換部
４１ｂ  第２熱交換領域の第２熱交換部
４１ｃ  第２熱交換領域の第３熱交換部
【図１】
2019203606.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019203606.tif 000005
【図４】
2019203606.tif 000006
【図５】
2019203606.tif 000007
【図６】
2019203606.tif 000008
【図７】
2019203606.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域とに分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて相互に一体に成形して配置し、かつ、前記第２膨張弁は前記圧縮機の運転周波数が最低運転周波数で且つその圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに、絞る構成とした空気調和機。
【請求項２】
前記第１膨張弁は、前記室内熱交換器に吸込まれる室内側空気の吸込温度とリモコンによって設定される設定温度との温度差に応じて制御する構成とした請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記室内熱交換器は室外ファンを備え、前記室外ファンは前記吸込温度と前記設定温度との温度差に応じて回転数を制御する構成とした請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項４】
運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域に分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて配置し、且つ前記制御部は前記吸込温度と前記設定温度との差が所定値以下になると、前記第１膨張弁の開度或いは室外熱交換器の室外ファン回転数を可変制御する構成とした空気調和機。
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月5日(2019.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転周波数可変型の圧縮機、凝縮器或いは蒸発器となる室外熱交換器、第１膨張弁、蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器を順次に環状に接続して冷凍サイクルを構成し、制御部により前記圧縮機の運転周波数を可変して空調能力を可変する空気調和機であって、前記蒸発器或いは凝縮器となる室内熱交換器は第１熱交換領域と第２熱交換領域とに分離し、前記第１熱交換領域と第２熱交換領域とは第２膨張弁を介して直列に接続するとともに空気の流れ方向に重ね合わせて相互に一体に成形して配置し、かつ、前記第２膨張弁は前記圧縮機の運転周波数が最低運転周波数で且つその圧縮機能力が空調負荷に対し過剰な状態のときに、絞る構成とした空気調和機。
【請求項２】
前記第１膨張弁は、前記室内熱交換器に吸込まれる室内側空気の吸込温度とリモコンによって設定される設定温度との温度差に応じて制御する構成とした請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記室内熱交換器は室外ファンを備え、前記室外ファンは前記吸込温度と前記設定温度との温度差に応じて回転数を制御する構成とした請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に記載の空気調和機。