(57)【要約】【課題】  冷房除湿運転を行うにあたって、室外熱交換器での冷媒の圧縮状態（圧縮の順調さ）がよくないときにのみ、冷房運転を所定時間行ってから冷房除湿運転に入るようにする。【解決手段】  分割された２つの室内熱交換器の間に冷媒の流れる方向で異なる減圧機能を有する膨張弁を介在させ、上記膨張弁を利用して冷房除湿運転あるいは暖房除湿運転を行う空気調和機において、冷房除湿運転を行うに際して、前回の運転モード，圧縮機の停止時間，室外熱交換器の温度を参考として室外熱交換器での冷媒の圧縮状態を判定し（ステップＳＴ２〜ＳＴ４）、これに基づいて冷房運転を行わずに冷房除湿運転を開始するか、もしくは冷房運転を所定時間行ってから冷房除湿運転を開始するかを決定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機，四方弁，室外熱交換器，第１膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備え、上記室内熱交換器が第１室内熱交換器と第２室内熱交換器とを有し、上記第１室内熱交換器と上記第２室内熱交換器との間に、双方向電磁弁と冷媒の流れ方向に応じて異なる減圧機能を発揮する第２膨張弁とが並列に接続されており、
冷房除湿運転時には、上記双方向電磁弁を閉，上記第１膨張弁を開として、上記室外熱交換器および上記第１室内熱交換器を凝縮器として作用させる一方、上記第２室内熱交換器を蒸発器として作用させ、暖房除湿運転時には、上記双方向電磁弁を閉，上記第１膨張弁を開として、上記第２室内熱交換器を凝縮器として作用させる一方、上記第１室内熱交換器および上記室外熱交換器を蒸発器として作用させる空気調和機の制御方法において、  上記冷房除湿運転を行うにあたって、上記室外熱交換器での冷媒の凝縮状態に応じて、上記冷房除湿運転に先だって冷房運転を所定時間行うか、もしくは上記冷房運転を行うことなく直ちに上記冷房除湿運転を開始するかを判定することを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２】
上記室外熱交換器での冷媒の凝縮状態を、上記冷房除湿運転を行う前の運転状態、上記冷房除湿運転を行う前の上記圧縮機の停止時間もしくは上記冷房除湿運転を行う際の上記室外熱交換器の温度の少なくとも一つを加味して判定することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項３】
上記冷房除湿運転を行う前の運転状態が暖房運転もしくは暖房除湿運転である場合には、上記冷房除湿運転を行うに先だって、冷房運転を所定時間行うことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項４】
上記冷房除湿運転を行う前の運転状態が暖房運転もしくは暖房除湿運転以外の運転状態である場合においては、上記圧縮機の停止時間が所定時間以上で、かつ、上記室外熱交換器の温度Ｔｎが所定値より低い場合に、上記冷房除湿運転を行うに先だって、冷房運転を所定時間行うことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項５】
上記冷房運転中に、室温Ｔｒと上記室内熱交換器の温度Ｔｅとの温度差が所定値より大きくなった場合には、上記冷房運転を停止して上記冷房除湿運転を開始することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項６】
上記室温Ｔｒと上記室内熱交換器の温度Ｔｅとの温度差が所定値より小さい場合においても、上記冷房運転の運転時間が所定時間経過した時点で、上記冷房運転を停止して上記冷房除湿運転を開始することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項７】
上記冷房除湿運転を行う前の運転状態が暖房運転もしくは暖房除湿運転以外の運転状態である場合において、上記圧縮機の停止時間が所定時間経過していないときには、上記冷房運転を行うことなく上記冷房除湿運転を開始することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷房運転や暖房運転のほかに除湿運転モードを有する空気調和機の制御方法に関し、さらに詳しく言えば、室内熱交換器を分割して除湿運転モード時にはその一方を凝縮器とし、他方を蒸発器として作用させて冷房除湿運転や暖房除湿運転を行う空気調和機の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機には、冷房運転や暖房運転以外に、快適性を損なうことなく室内の除湿を行う冷房除湿運転（冷房サイクル再熱除湿運転）や、暖房除湿運転（暖房サイクル再熱除湿運転）の各運転モードを備えているものがある。
【０００３】
この種の空気調和機の冷凍サイクルは、図３に示すように、圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器３，第１膨張弁４，第１および第２の２つの室内熱交換器５，６を含み、第１室内熱交換器５と第２室内熱交換器６とを接続する接続冷媒管７には、双方向電磁弁８と第２膨張弁（減圧弁）９とが並列的に設けられている。
【０００４】
冷房運転時にあっては、双方向電磁弁８を開として、圧縮機１から吐出された冷媒を四方弁２→室外熱交換器３→第１膨張弁４→第１室内熱交換器５→双方向電磁弁８→第２室内熱交換器６→四方弁２の冷媒流路を経て圧縮機１に戻し、室外熱交換器３を凝縮器として作用させ、第１および第２の各室内熱交換器５，６をともに蒸発器として作用させる。暖房運転時には、冷媒の流れを逆として、第１および第２の各室内熱交換器５，６をともに凝縮器として作用させ、室外熱交換器３を蒸発器として作用させる。
【０００５】
冷房除湿運転や暖房除湿運転時には、第１膨張弁４を開とし双方向電磁弁８を閉として、冷媒が双方向電磁弁８を通らずに第２膨張弁９を通るようにする。第２膨張弁９には、冷媒の流れ方向に応じて異なる減圧機能を発揮する膨張弁が用いられる（本出願人の提案による特許文献１参照）。
【０００６】
すなわち、第２膨張弁９は、図４および図５に示すように、同軸上に形成された口径の大きな第１弁胴部９ａと口径の小さな第２弁胴部９ｂとを含む弁胴を備え、その中に棒状の弁体９ａが移動可能に収納されている。図示しないが、弁胴の両端には例えば網体からなるサイレンサが設けられている。
【０００７】
弁体９ａは、冷媒の流れ方向に応じて移動し、異なる長さの減圧区間を形成する。例えば、冷房運転時には冷媒が図４の破線矢印の向きに流れるため、弁体９ａは左側に寄せられる。これに対して、暖房運転時には冷媒が図５の破線矢印の向きに流れるため弁体９ａは右側に寄せられる。これによって、冷房運転時と暖房運転時とで異なる減圧状態が得られる。
【０００８】
第２膨張弁９の動作により、冷房除湿運転には第２室内熱交換器６が蒸発器として作用するが、第１室内熱交換器５が室外熱交換器３と同じ凝縮器として作用することから、室温の下がり過ぎが抑えられる。また、暖房除湿運転には、冷房除湿運転と逆となるため、室温の上がり過ぎが抑えられる。
【０００９】
しかしながら、外気温度がきわめて低いときに冷房除湿運転時を行うと、室外熱交換器３の温度が低いことにより、室外熱交換器３での冷媒の凝縮が順調に行われないため、すなわち冷媒の凝縮量が大きくなり、冷媒が寝込みガス冷媒が抜けるため、第１室内熱交換器５側と第２室内熱交換器６側との冷媒圧力差が増大する。
【００１０】
これにより、冷媒が急激に第２膨張弁９へ流入して振動や騒音が発生することがある。そこで、特許文献１においては、室外熱交換器の温度が低いときには、冷房除湿運転を行う前に冷房運転を一定時間行って冷媒を双方向電磁弁８に通し、その圧力差を減少させるようにしている。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１においては、冷房除湿運転を行う際、外気温度が低く室外熱交換器の温度が所定値以下であれば、一律に冷房運転を一定時間行うようにしているため、室温コントロール追従性の悪化、除湿性能の低下をきたすことがある。すなわち、冷房運転により室温が低下し過ぎて冷房除湿運転に切り替わっても低い室温がなかなか上昇せず、また低い室温により除湿効率が上昇しないという問題がある。
【特許文献１】特願２００３―０４２３５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、冷房除湿運転を行う場合、そのときの状況に応じて冷房運転を行うかどうかを判断して、室温コントロール追従性、除湿性能などの低下を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，第１膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備え、上記室内熱交換器が第１室内熱交換器と第２室内熱交換器とを有し、上記第１室内熱交換器と上記第２室内熱交換器との間に、双方向電磁弁と冷媒の流れ方向に応じて異なる減圧機能を発揮する第２膨張弁とが並列に接続されており、冷房除湿運転時には、上記双方向電磁弁を閉，上記第１膨張弁を開として、上記室外熱交換器および上記第１室内熱交換器を凝縮器として作用させる一方、上記第２室内熱交換器を蒸発器として作用させ、暖房除湿運転時には、上記双方向電磁弁を閉，上記第１膨張弁を開として、上記第２室内熱交換器を凝縮器として作用させる一方、上記第１室内熱交換器および上記室外熱交換器を蒸発器として作用させる空気調和機の制御方法において、上記冷房除湿運転を行うにあたって、上記室外熱交換器での冷媒の凝縮状態に応じて、上記冷房除湿運転に先だって冷房運転を所定時間行うか、もしくは上記冷房運転を行うことなく直ちに上記冷房除湿運転を開始するかを判定することを特徴としている。
【００１４】
本発明において、上記の判定には、上記冷房除湿運転を行う前の運転状態、上記冷房除湿運転を行う前の上記圧縮機の停止時間もしくは上記冷房除湿運転を行う際の上記室外熱交換器の温度の少なくとも一つが加味される。
【００１５】
すなわち、上記冷房除湿運転を行う前の運転状態が暖房運転もしくは暖房除湿運転である場合には、上記冷房除湿運転を行うに先だって、冷房運転を所定時間行う。
【００１６】
上記冷房除湿運転を行う前の運転状態が暖房運転もしくは暖房除湿運転以外の運転状態である場合においては、上記圧縮機の停止時間が所定時間以上で、かつ、上記室外熱交換器の温度Ｔｎが所定値より低い場合に、上記冷房除湿運転を行うに先だって、冷房運転を所定時間行う。
【００１７】
このようにして、本発明においては、特定条件の場合に冷房除湿運転の前に冷房運転を行うが、その冷房運転中に、室温Ｔｒと上記室内熱交換器の温度Ｔｅとの温度差が所定値より大きくなった場合には、上記冷房運転を停止して上記冷房除湿運転を開始する。
【００１８】
また、上記室温Ｔｒと上記室内熱交換器の温度Ｔｅとの温度差が所定値より小さい場合においても、上記冷房運転の運転時間が所定時間経過した時点で、上記冷房運転を停止して上記冷房除湿運転を開始する。
【００１９】
また、上記冷房除湿運転を行う前の運転状態が暖房運転もしくは暖房除湿運転以外の運転状態である場合において、上記圧縮機の停止時間が所定時間経過していないときには、上記冷房運転を行うことなく上記冷房除湿運転を開始する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、第１および第２の室内熱交換器の間に冷媒の流れ方向で異なる減圧機能を有する減圧手段としての第２膨張弁を介在させ、この膨張弁を利用して冷房除湿運転あるいは暖房除湿運転を可能としている空気調和機において、冷房除湿運転を行うに際して、前回の運転状態、圧縮機の停止時間、室外熱交換器の温度などに基づいて現状況を判断し、室外熱交換器における凝縮が順調に行われるか判定し、この判定結果により冷房運転を所定時間行った後に、冷房除湿運転を開始し、あるいはその冷房運転を行うことなく、直ちに冷房除湿運転を開始するようにしていることから、第１室内熱交換器の冷媒出力側と第２室内熱交換器の冷媒入力側との圧力差が増大せず、第２膨張弁の振動、騒音発生が抑えられるばかりでなく、不必要な冷房運転を行わずに済むため冷房除湿運転における室温コントロール追従性、除湿性能などの低下が抑えられるという効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図１および図２を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、冷凍サイクルの構成および室内熱交換器間に設けられる第２膨張弁の構成は、先に説明した図３および図４と同じであってよい。
【００２２】
本発明においては、冷房除湿運転の開始に際して、室外熱交換器の温度だけなく、前回の運転状態、圧縮機の運転停止時間などを加味して冷房運転を行うかどうかを判定するとともに、室温と室内熱交換器の温度との差により、冷房運転の時間を決め、冷房運転後に冷房除湿運転（冷房サイクル再熱除湿運転）を行うようにしている。
【００２３】
そのため、図２に示す制御系を備えている。この制御系は、室内機側の制御回路２０および室外機側の制御回路２１を備え、リモコン２２からのリモコン信号に応じて室温コントロールに必要な制御を行う。なお、室内機側には、第１および第２の室内熱交換器５，６、双方向電磁弁８、第２膨張弁（減圧弁）９の他に、室温センサ２３、室内熱交換器の温度センサ２４および室内ファン２５などが設けられている。
【００２４】
詳しくは図示しないが、この例において、第１および第２の室内熱交換器５，６は、室内機の背面側から前面側に渡ってラムダ型に配置され、第１室内熱交換器５が背面側に配置され、第２室内熱交換器６がその前面側に配置されている。室外機側には、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、第１膨張弁（毛細管）４の他に、室外熱交換器の温度センサ２６および室外ファン２７などが備えられている。
【００２５】
室内機側の制御回路２０は、リモコン信号を解読して運転モードを判定する判定部２０ａ、現在の運転状態を判定する状態判定部２０ｂ、室温センサ２３からの信号により室温Ｔｒを検出する温度検出部２０ｃ、室内熱交換器の温度センサ２４からの信号により室内熱交換器の温度Ｔｅを検出する室内熱交換器の温度検出部２０ｄおよび検出温度などを記憶する記憶部２０ｅおよび図１に示すルーチンを実行する際に用いられるタイマ部２０ｆの各機能を備えている。
【００２６】
室外機側の制御回路２１は、室内機側からの信号を受けて運転モードを判定する判定部２１ａ、圧縮機１を指令回転数に駆動する圧縮機制御部２１ｂ、四方弁２を運転モードに応じて切り替える四方弁制御部２１ｃ、室外熱交換器の温度センサ２６からの信号により室外熱交換器の温度Ｔｎを検出する室外熱交換器の温度検出部２１ｄの各機能を備えている。
【００２７】
次に、図１のフローチャートを参照して、この空気調和機の動作について説明する。まず、リモコン２２からの指示が冷房運転や暖房運転であれば、第１膨張弁４を絞り制御し、双方向電磁弁８を開とする。これに対して、除湿運転が設定された場合には、第１膨張弁４を開とし、双方向電磁弁８を閉とする。
【００２８】
ステップＳＴ１において、除湿運転が冷房サイクルによるものである場合、つまり冷房サイクル再熱除湿運転である場合には、第１膨張弁４を開とし双方向電磁弁８を閉じ、第２膨張弁９によって冷媒を減圧させる。
【００２９】
この冷房除湿運転を開始する場合、ステップＳＴ２で前回の運転状態が暖房運転または暖房除湿運転であるか否かを判断する。その結果がＹＥＳで、暖房運転や暖房除湿運転が行われていれば、室外熱交換器３の温度が極めて低くなっていることが多いため、ステップＳＴ５にジャンプして、冷房除湿運転開始に先だって冷房運転を行い室外熱交換器３の温度を上昇させる。
【００３０】
ステップＳＴ２での判定がＮＯで、前回が暖房運転または暖房除湿運転でなければ、ステップＳＴ３で圧縮機１が停止してから所定時間（この例では、１２０分）経過しているか否かを判断する。その結果がＮＯで、前回の運転が停止されてから１２０分以内であれば、室外熱交換器３の温度がある程度高いままで、外気温度に近くもなく、冷房除湿運転開始に先だって冷房運転を行う必要がないため、ステップＳＴ１０にジャンプして冷房除湿運転を実行する。
【００３１】
ステップＳＴ３での結果がＹＥＳで、圧縮機１の停止時間が１２０分以上継続している場合には、次段のステップＳＴ４で、室外熱交換器３の温度Ｔｎが例えば１５℃よりも低いか否かを判断する。その結果がＮＯで、室外熱交換器の温度Ｔｎが１５℃以上であれば、冷房除湿運転開始に先だって冷房運転を行う必要がないため、ステップＳＴ１０にジャンプして冷房除湿運転を実行する。
【００３２】
ステップＳＴ４での結果がＹＥＳ、すなわち室外熱交換器の温度Ｔｎが１５℃よりも低い場合には、ステップＳＴ５で冷房除湿運転開始に先だって冷房運転を行う。このように、前回の運転状態、上記圧縮機の停止時間もしくは記室外熱交換器の温度を条件とし、あるいはそれらを組み合わせた条件をもとにして室外熱交換器３における凝縮の順調さ（凝縮状態）を判断し、その凝縮が順調に行われないと判断したときには、冷房除湿運転に先立って冷房運転を所定時間行う。
【００３３】
ステップＳＴ５での冷房運転では、双方向電磁弁８を開とし第１膨張弁４を初期パスルで絞り制御する。続いて、ステップＳＴ６でタイマ部２０ｆの５分タイマをスタートさせるとともに、ステップＳＴ７で冷房運転を少なくとも３０秒間行うための３０秒マスクする。
【００３４】
３０秒マスク後、５分タイマがタイムアップするまで、室温Ｔｒと室内熱交換器の温度Ｔｅとの温度差を算出するとともに、この温度差が５℃より高いか否か判断する（ステップＳＴ８，ＳＴ９）。なお、室内熱交換器の温度Ｔｅは例えば第２室内熱交換器６の温度としてもよい。
【００３５】
この冷房運転により室内熱交換器の温度Ｔｅが低下し、これに伴って室温Ｔｒも低下するが、その温度差（Ｔｒ−Ｔｅ）が５℃以上になると、ステップＳＴ１０を実行して冷房除湿運転を開始する。すなわち、室外熱交換器３の温度がある程度上昇していると判断できるからであり、また室温Ｔｒが室内熱交換器の温度Ｔｅ近くまで下がり過ぎると、その後の冷房除湿運転における室温コントロールの追従性、除湿能力が低下するからである。
【００３６】
また、Ｔｒ−Ｔｅ＞５℃の条件を満たさなくとも、冷房運転が５分継続して行われると、室外熱交換器３の温度がある程度上昇していると判断できることから、ステップＳＴ８からステップＳＴ１０にジャンプして冷房除湿運転を開始する。なお、上記ステップＳＴ１において、冷房除湿運転でないと判断した場合、つまり暖房除湿運転であれば、ステップ１１に移行し暖房除湿運転を行う。
【００３７】
このように、冷房除湿運転を行うに先だって、室外熱交換器３での冷媒の凝縮が順調に行われない状況時のみに冷房運転を行うことにより、室外熱交換器３の温度が高められて所期の凝縮能力が発揮されるため、第１室内熱交換器５側と第２室内熱交換器６側との冷媒圧力差が小さくなり、第２膨張弁９の振動や騒音が抑えられるとともに、室温コントロール追従性、除湿性能などの低下も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によって制御される空気調和機の動作を説明するフローチャート。
【図２】本発明の制御方法を実施するための空気調和機の制御装置を示す概略的ブロック図。
【図３】冷房除湿，暖房除湿を可能とした空気調和機の冷凍サイクルを示す模式図。
【図４】上記冷凍サイクルに含まれている第２膨張弁（減圧弁）の第１作用時を示す概略的な断面図。
【図５】上記冷凍サイクルに含まれている第２膨張弁（減圧弁）の第２作用時を示す概略的な断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１  圧縮器
２  四方弁
３  室外熱交換器
４  第１膨張弁
５  第１室内熱交換器
６  第２室内熱交換器
７  接続冷媒管
８  双方向電磁弁（開閉電磁弁）
９  第２膨張弁（減圧弁）
９ａ  第１弁胴部
９ｂ  第２弁胴部
９ｃ  弁体
２０，２１  制御回路
２２  リモコン
２３  室温センサ
２４  室内熱交換器の温度センサ
２５  室内ファン
２６  室外熱交換器の温度センサ
２７  室外ファン
【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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