(57)【要約】【課題】室外温度が低い場合や連絡配管が長いような場合であっても、確実に再熱サイクルを実現して、安定した再熱除湿を可能にする空気調和機を提供する。【解決手段】再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも低いときには、圧縮機１の運転能力増加制御と室外ファン１５の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行う。これにより、再熱器５での凝縮圧力を上昇させることができる。また、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも高くならないときには、室内減圧器７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行う。これにより、蒸発器６での蒸発圧力を低下させることができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１）、室外熱交換器（２）、室外減圧器（３）、室内熱交換器（４）を順次冷媒配管で接続し、上記室内熱交換器（４）を再熱器（５）と蒸発器（６）とに分割構成すると共に、両者間に室内減圧器（７）を介設し、蒸発器（６）を経由して再熱器（５）へと室内空気を流通させる空気調和機であって、再熱器（５）の入口冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段（２１）と、蒸発器（６）を通過した空気温度を検出する空気温度検出手段（２２）とを有し、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも低いときには、圧縮機（１）の運転能力増加制御と室外ファン（１５）の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１の圧縮機（１）の運転能力増加制御と室外ファン（１５）の送風量低下制御とを行っても、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも高くならないときには、室内減圧器（７）の減圧量増加制御と室内ファン（１６）の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１の圧縮機（１）の運転能力増加制御により圧縮機（１）の吐出圧力が高圧限界値に達しても、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも高くならないときには、室内減圧器（７）の減圧量増加制御と室内ファン（１６）の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
圧縮機（１）、室外熱交換器（２）、室外減圧器（３）、室内熱交換器（４）を順次冷媒配管で接続し、上記室内熱交換器（４）を再熱器（５）と蒸発器（６）とに分割構成すると共に、両者間に室内減圧器（７）を介設し、蒸発器（６）を経由して再熱器（５）へと室内空気を流通させる空気調和機であって、再熱器（５）の入口冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、蒸発器（６）を通過した空気温度を検出する空気温度検出手段とを有し、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも低いときには、室内減圧器（７）の減圧量増加制御と室内ファン（１６）の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に関し、特に再熱除湿運転が可能な空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機としては、冷房運転と除湿運転とが可能なものがある（例えば、特許文献１）。すなわち、従来から図７に示すような空気調和機があり、この空気調和機は、圧縮機５１と、室外熱交換器５２と、室外膨張弁５３と、室内熱交換器５４とが順次接続されてなり、室内熱交換器５４が再熱器５５と蒸発器５６とに分割形成され、この再熱器５５と蒸発器５６との間に室内膨張弁５７が介設されている。
【０００３】
そして、冷房運転は、室外膨張弁５３を調整開度とする共に、室内膨張弁５７を全開状態として、圧縮機５１を駆動させる。これにより、圧縮機５１から吐出された冷媒は、室外熱交換器５２を通過した後、室外膨張弁５３で減圧膨張して、室内熱交換器５４を順次通過し、圧縮機５１に返流される。この際、室外熱交換器５２が凝縮器として機能すると共に、室内熱交換器５４が蒸発器として機能し、室内から吸収した熱量を室外へ放出して室内冷房が行われる。
【０００４】
また、除湿運転（再熱除湿運転）は、室外膨張弁５３を全開又はそれに近い状態とすると共に、室内膨張弁５７を適度に絞った状態として、圧縮機５１を駆動させる。これによって、圧縮機５１から吐出された冷媒は、室外熱交換器５２、室外膨張弁５３、再熱器５５、室内膨張弁５７、蒸発器５６へと流れる。この際、冷媒の凝縮が再熱器５５で生じた後、蒸発器５６で蒸発して圧縮機５１に返流される。これにより、蒸発器５６を通過する室内空気は冷却されて除湿され、また再熱器５５を通過する室内空気は加熱される。そして、蒸発器５６を通過させた空気を再び再熱器５５を通過させることで、蒸発器５６による吸熱と、再熱器５５による再熱とが、図４に示すモリエル線のように行われ、吹出空気温度が吸込空気温度とほぼ同等となる再熱除湿運転を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−１２１３５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記図７に示すような空気調和機では、例えば、室外温度が低い場合には、図５に示すように、室外熱交換器５２の放熱量が増加して、凝縮圧力がある値以上に上昇できず、その影響で再熱器５５の凝縮圧力が低下してしまう。また、室内機と室外機とを連絡する連絡配管５８、５８が、５０〜１００ｍ程度というように非常に長い場合には、図６に示すように、連絡配管５８、５８内の圧損で、再熱器５５の凝縮圧力が室外熱交換器５２の凝縮圧力から大きく低下し、圧縮機５１の吐出限界圧力に到達しても充分な再熱器５５の凝縮圧力が得られなくなる。そしてこのような原因によって、再熱器５５の凝縮温度が室温を下回る場合には、再熱器５５が室内空気に放熱不可能となり、再熱サイクルが成立しなくなる。
【０００７】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、室外温度が低い場合や連絡配管が長いような場合であっても、確実に再熱サイクルを実現して、安定した再熱除湿を可能にする空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の空気調和機は、圧縮機１、室外熱交換器２、室外減圧器３、室内熱交換器４を順次冷媒配管で接続し、上記室内熱交換器４を再熱器５と蒸発器６とに分割構成すると共に、両者間に室内減圧器７を介設し、蒸発器６を経由して再熱器５へと室内空気を流通させる空気調和機であって、再熱器５の入口冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段２１と、蒸発器６を通過した空気温度を検出する空気温度検出手段２２とを有し、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも低いときには、圧縮機１の運転能力増加制御と室外ファン１５の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の空気調和機では、圧縮機１の運転能力増加制御及び／又は室外ファン１５の送風量低下制御を行うことにより、図３に示すように、再熱器５での凝縮圧力を上昇させることができる。この結果、室外温度が低い場合や連絡配管が長いような場合であっても、蒸発器６を通過した除湿空気を確実に再熱できる。
【００１０】
請求項２の空気調和機は、請求項１の圧縮機１の運転能力増加制御と室外ファン１５の送風量低下制御とを行っても、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも高くならないときには、室内減圧器７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の空気調和機は、請求項１の圧縮機１の運転能力増加制御により圧縮機１の吐出圧力が高圧限界値に達しても、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも高くならないときには、室内減圧器７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の空気調和機は、圧縮機１、室外熱交換器２、室外減圧器３、室内熱交換器４を順次冷媒配管で接続し、上記室内熱交換器４を再熱器５と蒸発器６とに分割構成すると共に、両者間に室内減圧器７を介設し、蒸発器６を経由して再熱器５へと室内空気を流通させる空気調和機であって、再熱器５の入口冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、蒸発器６を通過した空気温度を検出する空気温度検出手段とを有し、再熱器入口冷媒温度が蒸発器通過空気温度よりも低いときには、室内減圧器７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御との少なくともいずれか一方の制御を行うことを特徴としている。
【００１３】
上記請求項２〜請求項４の空気調和機では、室内減圧器７の減圧量増加制御及び／又は室内ファン１６の送風量低下制御を行うことにより、図３に示すように、蒸発器６での蒸発圧力を低下させることができる。従って、再熱器５への流入空気温度が低下するので、再熱器５の温度がさほど高くなくても、蒸発器６を通過した除湿空気を確実に再熱できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの空気調和機の簡略図を示す。この空気調和機は、圧縮機１に、室外熱交換器２、室外電動膨張弁（室外減圧器）３、室内熱交換器４を順次接続して、冷媒循環回路を形成している。また、室内熱交換器４は、室外膨張弁３側の再熱器５と、圧縮機１側の蒸発器６とに分割形成されている。そして、この再熱器５と蒸発器６との間に、室内電動膨張弁（室内減圧器）７が介設されている。
【００１５】
具体的には、圧縮機１の吐出配管８が室外熱交換器２に接続され、室外熱交換器２と室外電動膨張弁３とが第１配管９にて接続され、また、室外電動膨張弁３と室内熱交換器４の再熱器５とが第２配管１０を介して接続され、室内熱交換器４の再熱器５と蒸発器６が、室内電動膨張弁７が介設された接続配管１１を介して接続され、蒸発器６と圧縮機１とが第３配管（吸込配管）１３を介して接続されている。
【００１６】
また、室外熱交換器２には、この室外熱交換器２の能力を調整するための室外ファン（プロペラファン）１５が付設され、室内熱交換器４には、この室内熱交換器４の能力を調整するための室内ファン（例えば、ターボファン）１６が付設されている。そして、この空気調和機は制御部２０を備えている。この制御部２０は、室外ファン１５のファンモータの回転速度１７、室内ファン１６のファンモータ１８の回転速度、室外電動膨張弁３の開度、室内電動膨張弁７の開度、圧縮機１の運転周波数をそれぞれ制御する機能を有するものである。また、この空気調和機は、再熱器５への入口冷媒温度を検出する冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段）２１と、蒸発器６を通過した空気の温度を検出する空気温度センサ（空気温度検出手段）２２と、室内空気温度を検出する室温センサ２３と、室内空気の湿度を検出する湿度センサ２４と、圧縮機１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ（吐出圧力検出手段）２５とを有しており、各センサ２１、２２、２３、２４、２５の出力が、上記制御部２０に入力されている。なお、この制御部２０は、マイクロコンピュータ等にて構成することができる。
【００１７】
このように構成された空気調和機において、通常の冷房運転を行う場合、室外電動膨張弁３を制御（調整）開度とすると共に、室内電動膨張弁７を全開状態として、圧縮機１を駆動させる。これにより、圧縮機１から吐出された冷媒は、室外熱交換器２を通過した後、室外電動膨張弁３で減圧膨張して、再熱器５及び蒸発器６を順次通過し、圧縮機１に返流される。この際、室外熱交換器２が凝縮器として機能すると共に、再熱器５及び蒸発器６が蒸発器として機能し、室内から吸収した熱量を室外へ放出して室内冷房が行われる。
【００１８】
また、除湿運転は、室外電動膨張弁３を全開状態又はこれに近い状態とすると共に、室内電動膨張弁７を所定の開度に絞り、圧縮機１を駆動させる。これにより、圧縮機１から吐出された冷媒は、室外熱交換器２及び再熱器５を通過した後、室内電動膨張弁７で減圧膨張して、蒸発器６を通過して圧縮機１に返流される。この際、室外熱交換器２の室外ファン１５を低速回転させることで、主として再熱器５が凝縮器として機能すると共に、蒸発器６が蒸発器として機能する。このため、蒸発器６を通過する室内空気は冷却されて除湿され、また再熱器５を通過する室内空気は加熱される。そして、蒸発器５６を通過させた空気を再び再熱器５５を通過させることで、蒸発器５６による吸熱と再熱器５５による再熱とが行われ、吹出空気温度が吸込空気温度とほぼ同等となる再熱除湿運転を行うことができる。
【００１９】
次に図２に基づいて上記空気調和機の再熱除湿運転モードにおける運転制御方法について説明する。まずステップＳ１において、室外ファン１５の風量、室内ファン１６の風量、圧縮機１の運転周波数、室外電動膨張弁３の開度、室内電動膨張弁７の開度をいずれも再熱除湿運転モードの初期設定値に設定して除湿運転を開始する。次にステップＳ２において、冷媒温度センサ２１によって検出された再熱器５の入口冷媒温度が、空気温度センサ２２によって検出された蒸発器６の通過空気の温度以上であるか否かの判断を行う。ステップＳ２において、再熱器５の入口冷媒温度が蒸発器の通過空気温度以上である場合には、以下のステップＳ１１〜ステップＳ１６において通常の湿度及び室温制御運転を行う。具体的には、ステップＳ１１に移行して、湿度センサ２４によって検出された室内空気湿度が目標値以上であるか否かの判断を行う。室内空気湿度が、目標値以上である場合にはステップＳ１２へと移行して圧縮機１の運転周波数を増加する。一方、室内空気湿度が目標値よりも低い場合には、ステップＳ１３において圧縮機１の運転周波数を減少する。圧縮機１の運転周波数をこのように制御した後、ステップＳ１４へ移行し、室温センサ２３によって検出された室内空気温度が目標値以上であるか否かの判断を行う。室内空気温度が目標値以上である場合には、ステップＳ１５へと移行して室外ファン１５の風量を増加する。一方、室内空気温度が目標値よりも低い場合には、ステップＳ１６へと移行して室外ファン１５の風量を低下する。
【００２０】
上記ステップＳ２において、再熱器５への入口冷媒温度が蒸発器６を通過した空気温度よりも低い場合には、充分な再熱量が得られないものとして、ステップＳ３〜ステップＳ７に示す制御を行う。まずステップＳ３においては、吐出圧力センサ２５で検出した圧縮機１の吐出圧力が高圧限界圧力以下であるか否かの判断を行う。高圧限界圧力以下でない場合、つまり高圧限界圧力を越えている場合には、ステップＳ６へと移行する。高圧限界圧力以下である場合には、次のステップＳ４へと移行して、室外ファン１５の風量が最低風量であるか否かの判断を行う。室外ファン１５の風量が最低風量である場合にはステップＳ６へと移行し、そうでない場合には、ステップＳ５へと移行する。ステップＳ５においては、圧縮機１の吐出圧力が高圧限界圧力以下であり、また室外ファン１５の風量が最低風量よりも多いことを前提に、圧縮機１の運転周波数を増加させると共に、室外ファン１５の風量を減少する制御を行った後、ステップＳ２へと戻る。ステップＳ５における圧縮機１の運転能力増加制御と室外ファン１５の送風量低下制御とは再熱器５の入口冷媒温度が蒸発器６の通過空気温度以上になるまで行われる。
【００２１】
その一方、ステップＳ３及びステップＳ４において、圧縮機１の吐出圧力が高圧限界圧力に達していたり、あるいは室外ファン１５の風量が最低風量となっている場合には、ステップＳ６へと移行し、室内電動膨張弁７の開度を減少させると共に、室内ファン１６の風量を減少させる制御を行う。ついで、ステップＳ７へと移行し、再度ステップＳ２と同様に、冷媒温度センサ２１によって検出された再熱器５の入口冷媒温度が、空気温度センサ２２によって検出された蒸発器６の通過空気の温度以上であるか否かの判断を行う。ステップＳ７において、再熱器５の入口冷媒温度が蒸発器の通過空気温度以上となっている場合には、上記同様にステップＳ１１〜ステップＳ１６の制御を行う。再熱器５の入口冷媒温度が蒸発器の通過空気温度よりも低い場合には、充分な再熱量が得られないものとしてステップＳ６の室内電動膨張弁７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御とを継続する。
【００２２】
以上のように、再熱器５の入口冷媒温度が、蒸発器６の通過空気温度よりも低い場合には、充分な再熱量が得られないものと判断して、圧縮機１の運転能力増加制御及び室外ファン１５の送風量低下制御を行っているので、図３に示すように、再熱器５での凝縮圧力を上昇させることができる。この結果、室外温度が低い場合や連絡配管が長いような場合であっても、蒸発器６を通過した除湿空気を確実に再熱できることになる。そのため、再熱サイクルを確実に実現でき、安定した再熱除湿運転を行うことが可能となる。
【００２３】
また圧縮機１の運転能力増加制御と室外ファン１５の送風量低下制御とを行っても、再熱器５の入口冷媒温度が蒸発器６の通過空気温度よりも高くならず、圧縮機１の運転能力増加制御により圧縮機１の吐出圧力が高圧限界圧力に達したり、あるいは室外ファン１５の送風量低下制御により室外ファン１５の風量が最低風量に達したときには、室内電動膨張弁７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御とを行っているので、図３に示すように、蒸発器６での蒸発圧力を低下させることができる。したがって、蒸発器６の通過空気温度が低くなり、再熱器５の温度がさほど高くなくても蒸発器６を通過した除湿空気を確実に再熱できる。したがって、この点においても再熱サイクルを確実に実現でき、安定した再熱除湿運転を行うことが可能となる。
【００２４】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記においては、圧縮機１の運転能力増加制御と室外ファン１５の送風量低下制御とを同時に行っているが、これらはいずれか一方のみを行うようにしてもよいし、いずれか一方を行った後、他方を行うようにしてもよい。また上記では、室内電動膨張弁７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御とを同時に行っているが、これらはいずれか一方のみを行うようにしてもよいし、いずれか一方を行った後、他方を行うようにしてもよい。さらに、上記実施の形態では、ステップＳ５において、圧縮機１の運転周波数増加制御及び室外ファン１５の送風量低下制御を行った後、ステップＳ６において、室内減圧器７の減圧量増加制御と室内ファン１６の送風量低下制御とを行っているが、ステップＳ５を省略し、ステップＳ７だけを行うようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の空気調和機によれば、再熱器の入口冷媒温度が、蒸発器の通過空気温度よりも低い場合には、充分な再熱量が得られないものと判断して、圧縮機の運転能力増加制御及び／又は室外ファンの送風量低下制御を行っているので、再熱器での凝縮圧力を上昇させることができる。この結果、室外温度が低い場合や連絡配管が長いような場合であっても、蒸発器を通過した除湿空気を確実に再熱できることになり、そのため、再熱サイクルを確実に実現でき、安定した再熱除湿運転を行うことが可能となる。
【００２６】
請求項２〜請求項４の空気調和機によれば、再熱器の入口冷媒温度が蒸発器の通過空気温度よりも低いときには、室内電動膨張弁の減圧量増加制御及び／又は室内ファンの送風量低下制御を行っているので、蒸発器の通過空気温度が低くなり、再熱器の温度がさほど高くなくても除湿空気を確実に再熱できる。したがって、室外温度が低い場合や連絡配管が長いような場合であっても、再熱サイクルを確実に実現でき、安定した再熱除湿運転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の空気調和機の実施の形態を示す簡略回路図である。
【図２】上記空気調和機の再熱除湿運転モードにおける運転制御方法を示すフローチャート図である。
【図３】上記運転制御方法における冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【図４】従来の正常な運転状態における冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【図５】従来の運転状態において、外気温度が低い場合の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【図６】従来の運転状態において、連絡配管長が大である場合の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【図７】従来の空気調和機を示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
１　圧縮機
２　室外熱交換器
３　室外電動膨張弁（室外減圧器）
４　室内熱交換器
５　再熱器
６　蒸発器
７　室内電動膨張弁（室内減圧器）
１５　室外ファン
１６　室内ファン
２１　冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段）
２２　空気温度センサ（空気温度検出手段）
【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】
2004132572.tif 000007
【図６】
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【図７】
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