(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器を冷媒配管を用いて環状に接続した冷凍サイクルを有し、少なくとも前記利用側熱交換器を凝縮器として作用させこの凝縮器で加熱された空気を被調和室に供給する暖房サイクル、前記利用側熱交換器を蒸発器として作用させこの蒸発器で冷却された空気を前記被調和室へ供給する冷房サイクル、前記利用側熱交換器を凝縮器として作用する部分と蒸発器として作用する部分とに分割し蒸発器で冷却された空気を再加熱した後に前記被調和室へ供給する除湿サイクルを選択可能にした空気調和機の制御装置において、運転開始時の被調和室の環境条件に基づいて少なくとも前記暖房サイクル、前記冷房サイクル、前記除湿サイクルのいずれかのサイクルを自動的に選択する自動運転制御部を設けると共に、前記暖房サイクルによる暖房運転、前記冷房サイクルによる冷房運転、前記除湿サイクルによる第１の除湿運転、前記除湿サイクルにより第１の除湿運転より目標湿度が低く設定される第２の除湿運転とを選択可能に構成し、第２の除湿運転が選択された際に自動運転制御部で選択されているサイクルが暖房サイクルの時に暖房運転で所定時間運転を開始した後、除湿サイクルと暖房サイクルとを周期的に切り換える制御部を設けることを特徴とする空気調和機の制御装置。
【請求項２】
前記運転制御部は、第２の除湿運転が選択された際に自動運転制御部で選択されているサイクルが冷房サイクル又は除湿サイクルの時に除湿サイクルによる除湿運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項３】
前記自動運転制御はさらに外気温度に基づいて少なくとも前記暖房サイクル、前記冷房サイクル、前記除湿サイクルのいずれかのサイクルを自動的に選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿機能を有する空気調和機において、室温もしくは外気温が低いときの除湿運転に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機としては特開平７−１３９８４８号公報に記載されているようなものがあった。この公報に記載されたものは、圧縮機、室内側熱交換器、減圧装置（絞り装置）、室外側熱交換器を用いて構成された冷凍サイクルにおいて、室内側熱交換器を蒸発作用による冷却除湿部分と凝縮作用による加熱部分とに分け、室外熱交換器のファンの風量、圧縮機の能力、室内熱交換器のファンの風量を制御して加熱部分の加熱能力及び室外熱交換器の放熱量を制御するものであり、このような制御によって室温が高いときは冷房気味の除湿運転、室温が設定温度にほぼ等しいときは等温気味の除湿運転、室温が低いときには暖房気味の除湿運転が行えるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された、従来のものでは除湿運転に重点を置いているので、室温や外気温度が低いときには室温が低下する傾向があった。特に室内で洗濯物等の乾燥を行う場合にはその湿気から運転開始時に室温低下が顕著に現れるものであった。
【０００４】
尚、暖房気味の除湿運転であれば、長時間の運転後に最終的に、室温の低下は元に戻るものである。
【０００５】
本発明は、このような問題点に対して、室温または外気温が低いときに適した除湿運転を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器を冷媒配管を用いて環状に接続した冷凍サイクルを有し、少なくとも利用側熱交換器を凝縮器として作用させこの凝縮器で加熱された空気を被調和室に供給する暖房サイクル、利用側熱交換器を蒸発器として作用させこの蒸発器で冷却された空気を被調和室へ供給する冷房サイクル、利用側熱交換器を凝縮器として作用する部分と蒸発器として作用する部分とに分割し蒸発器で冷却された空気を再加熱した後に被調和室へ供給する除湿サイクルを選択可能にした空気調和機の制御装置において、運転開始時の被調和室の環境条件に基づいて少なくとも前記暖房サイクル、冷房サイクル、除湿サイクルのいずれかのサイクルを自動的に選択する自動運転制御部を設けると共に、暖房サイクルによる暖房運転、冷房サイクルによる冷房運転、除湿サイクルによる第１の除湿運転、除湿サイクルにより第１の除湿運転より目標湿度が低く設定される第２の除湿運転とを選択可能に構成し、第２の除湿運転が選択された際に自動運転制御部で選択されているサイクルが暖房サイクルの時に暖房運転で所定時間運転を開始した後、除湿サイクルと暖房サイクルとを周期的に切り換える制御部を設けるものである。
【００１１】
このような制御部を設けることによって室温の低下を抑制できるものである。
【００１２】
さらに、制御部は、第２の除湿運転が選択された際に自動運転制御部で選択されているサイクルが冷房サイクル又は除湿サイクルの時に除湿サイクルによる除湿運転を行うものである。
【００１３】
このような構成を備えることによって、室温が高いときには室温の上昇を抑制できるものである。
【００１４】
自動運転制御はさらに外気温度に基づいて少なくとも暖房サイクル、冷房サイクル、除湿サイクルのいずれかのサイクルを自動的に選択するものである。
【００１５】
このような構成を備えることによって、暖房を必要とする期間を判断でき室温の低下を抑制することがきるものである
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は冷媒回路図であり、この図において、１は運転能力可変型の圧縮機、２は四方切換弁、３は室外側熱交換器、４ａ、４ｂは絞り量が制御信号に応じて任意に調整できる電動膨張弁（減圧装置）、５はストレーナー、６、７は２分割された室内側熱交換器、８はアキュムレーターであり、図に示すように冷媒配管で環状に接続され冷凍サイクルを構成している。
【００１７】
圧縮機１の運転能力は所定の範囲内で被調和室（室内）の空調負荷とバランスする大きさに至るように自動制御されるものであり、たとえば、室内の温度と設定温度との温度偏差ｅとこの温度偏差ｅの変化分△ｅとを所定周期毎に求め、これらｅと△ｅとの値からファジー演算を行って運転能力の補正値を求める。次いで現在の運転能力にこの補正値を加算した値を新たな運転能力として設定する方法などがあるが、圧縮機１の運転能力の設定はこの方法に限るものではなく、単に温度偏差ｅのみから求めるなど他の方法を用いても良く、被調和室の空調負荷に追従して設定されればよい。
【００１８】
室内熱交換器６、７は電動膨張弁４ｂを介して直列に接続されており、電動膨張弁４ｂが全開状態にあるときは、室内熱交換器６、７は実質的に一体になるものである。
【００１９】
電動膨張弁４ａを全開状態にし、電動膨張弁４ｂの絞り量（減圧量）を調節すると室内熱交換器６、７を凝縮器、蒸発器（又は冷媒の循環方向を反対にした際には蒸発器、凝縮器）として作用させることができ、除湿運転が可能になるものである。
【００２０】
尚、９、１０はマフラー（消音器）であり、１１は室外熱交換器用の送風装置（プロペラファン）、１２は室内熱交換器用の送風装置（クロスフローファン）である。この送風装置１２はモータにＤＣブラシレスモータを用い送風量がほぼリニアに可変できるように構成されている。
【００２１】
四方切換弁２の状態が実線で示す状態（図示の状態）にあり、電動膨張弁４ｂが全開の時は、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はマフラー９、四方切換弁２を経て室外側熱交換器３で凝縮し、電動膨張弁４ａ、ストレーナー５を経て室内熱交換器６、７で蒸発した後、マフラー１０、四方切換弁２、アキュムレータ８を経て再び圧縮機１へ吸い込まれるところの実線矢印で示される冷房サイクルを循環する。
【００２２】
このとき室内熱交換器６、７で冷媒が蒸発することによって冷房運転（冷房サイクル）が行われ、冷却された空気は送風装置１２によって被調和室へ供給されるものである。
【００２３】
さらにこのとき送風装置１２の送風量を周期的に増減させることによって、冷風を被調和室に供給する冷房効果と冷風の供給をほぼ停止近くまで低下させて冷房効果を中断させる運転を行い、冷房運転による被調和室の温度上昇を防止しながら、実質的に室温を低下させず冷房運転による除湿を有効にする運転も行うことができるものである。
【００２４】
また、電動膨張弁４ａを全開状態にし、送風装置１１を止めて電動膨張弁４ｂの開度（絞り量）を調整すると圧縮機１から吐出された冷媒は室内側熱交換器６で凝縮し、室内熱交換器７で蒸発する（除湿サイクル）。従って、送風装置１２によって室内側熱交換器６で加熱された空気と室内側熱交換器７で冷却された空気とが混合されて被調和室に供給されるので、室内熱交換器７で除湿されると共に電動膨張弁４ｂで絞り量が制御され吐出空気の温度が制御された空気が被調和室に供給される。
【００２５】
すなわち、電動膨張弁４ｂの絞り量を調節して冷やし気味の除湿運転、暖め気味の除湿運転が行えるものである。
【００２６】
尚、室内側熱交換器７と室内側熱交換器６とを同一風路内で風上から順に配置することによって、室内側熱交換器７で冷却された空気を室内側熱交換器６で直接加熱するように構成しても同様の除湿効果が得られるものである。
【００２７】
四方切換弁２の状態が点線で示す状態にあるときは、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はマフラー９、四方切換弁２、マフラー１０を経て室内側熱交換器６、７で凝縮し、ストレーナー６、電動膨張弁４ａを経て室外熱交換器３で蒸発した後、四方切換弁２、アキュムレーター８を経て再び圧縮機１へ吸い込まれるところの点線矢印で示される暖房サイクルを循環する。
【００２８】
このとき室内熱交換器６、７で冷媒が凝縮することによって暖房運転が行われ、加熱された空気は送風装置１２によって被調和室へ供給されるものである。
【００２９】
図２は空気調和機の室内ユニット（室内熱交換６、７を搭載するユニット）に設けられる制御回路の概略ブロック図である。
【００３０】
この図において、２１は１００Ｖの交流電力が供給されるプラグであり、１００Ｖの商用交流電源に接続されている。この交流電力はスイッチ２２を介して電源回路２３に供給されている。
【００３１】
２４は電流ヒューズ、２５は整流回路、２６はモータ電源、２７は制御用電源、２８はシリアル電源であり、これらの構成要素が電源回路２３を構成している。
【００３２】
電流ヒューズ２４は電源回路２３に供給される電流が所定電流以上になった際に溶断して回路の保護を図るものであり、整流回路２５は電流ヒューズ２４を介して得られる交流電力を全波整流し、モータ電源回路（スイッチング電源回路）２６は送風装置１２を構成するファンモータ（ＤＣセンサレスモータ）２９の駆動電源を生成するものであって、後記するマイコンからの信号に基づいてスイッチング波形のＯＮデューティを制御しＤＣ１２Ｖ〜ＤＣ４８Ｖの間で出力電圧を可変する。
【００３３】
制御用電源２７は制御部３０の駆動電源（ＤＣ５Ｖ）を生成し安定化させるものであり、シリアル電源２８は室外ユニット（室外側熱交換器３を搭載する）へ送信する信号（四方切換弁２の切換信号、圧縮機１の運転能力の設定値など）を室外ユニットへ供給する交流電力と共通線を共用させるための回路である。
【００３４】
３１は端子板であり、１番端子、２番端子、３番端子が樹脂製の端子台に設けられていると共に、所定の温度以上で溶断して回路を開く温度ヒューズ３２がこの端子台の温度、すなわち端子板３１の温度を検知できるように取り付けられている。
【００３５】
端子板３１の１番端子とプラグ２１との間にはパワーリレー３６の常開接片３７が介在され、マイコン３３の出力（ドライバーの図示は省略）で常開接片３７を閉じ、端子板３１から室外側ユニットへ出力される交流電力を制御している。
【００３６】
端子板３１の２番端子はプラグ２１に接続されると共に、３番端子（信号出力用の端子）との共通線になっている。
【００３７】
３番端子はマイコン３３から出力される信号をシリアル回路２８ａ、シリアル電源２８を介して出力する端子である。
【００３８】
尚、端子板３１の１番端子〜３番端子は後記する図３の室外ユニットに搭載される電気回路の端子板に同じ端子番号同士がつながるように接続されるものである。
【００３９】
温度ヒューズ３２はパワーリレー３６の駆動ラインに挿入され、端子板３１の温度が上昇した際にパワーリレー３６への通電を遮断し常開接片３７を開いて室外ユニットへの交流電力の供給を遮断するものである。
【００４０】
３９はワイヤレスのリモートコントローラであり、空気調和機の運転制御や設定値の設定など種々の設定及び機能の選択をスイッチの操作に基づいて行うものであり、その操作信号が表示基板４０に設けらた受信回路に向けて送信される。
【００４１】
マイコン３３はこの操作信号を受信し空気調和機の運転制御を行うものである。尚、表示基板４０には空気調和機の運転状態（冷房／暖房／ドライ等の運転モードや設定値、室温など）が表示される。
【００４２】
４１はスイッチ基板であり、スイッチ２２や試運転操作のスイッチなどサービスにかかるスイッチが設けられている。
【００４３】
４２は外部ロムであり、マイコン３３の初期設定値を格納している。
【００４４】
４３、４４は室内の温度を検出する温度センサ、及び室内熱交換器６の温度を検出する温度センサであり、マイコン３３のＡ／Ｄ入力端子に接続される。マイコン３３はこれら検出された温度に基づいて空気調和機の運転を制御するものである。
【００４５】
４５は室内の湿度を検出する湿度センサであり、マイコン３３のＡ／Ｄ入力端子に接続され、マイコン３３はこれら検出された温度や湿度に基づいて空気調和機の運転を制御するものである。
【００４６】
４６は電動膨張弁４ｂの開度を変えるステップモータであり、マイコン３３からの信号に応答して電動膨張弁４ｂの開度を変えるものである。
【００４７】
４７はモータ駆動回路であり、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路を有し、ＤＣセンサレスモータを用いた場合はこのインバータ回路の出力をファンモータ２９の回転子の回転位置に合わせて切り換えるものである。インバータ回路の出力を切り換える信号はマイコン３３が回転子の回転位置から判断して出力し、このファンモータ２９の回転数はモーター電源２６から出力される直流電圧の電圧によって制御される。
【００４８】
電動膨張弁４ａ、４ｂは内蔵された駆動部（ステップモータなど）によって冷媒の絞り量が制御されるものであり、絞り量はマイコン３３から出力される信号に応じて任意に制御される。また電動膨張弁４ａ，４ｂはいずれか一方が制御対象になっているときは、残りが全開状態になるものである。電動膨張弁４ａ、４ｂは蒸発器として作用する熱交換器の温度が一定になるように制御される。
【００４９】
図３は室外ユニットに搭載される制御回路の概略を示すブロック図であり、端子板５１の端子番号を同じくして図２に示す端子板３１に接続されるものである。
【００５０】
この図において、５２は電源回路であり、端子板５１の１番端子、２番端子を介して得られる室内ユニットからの１００Ｖの交流電力を倍電圧整流し平滑するものであり、バリスタ、ノイズフィルター、リアクタ、電流ヒューズ等が付加されている。
【００５１】
この電源回路５２から出力される直流電力は、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路５３へ出力されて、ＰＷＭ理論に基づく疑似正弦波の３相交流（圧縮機１が誘導電動機を用いている場合）または、回転子の回転位置を判断しこの回転位置に対応する通電パターンで固定子巻線を通電する方式（圧縮機１が直流ブラシレスモータを用いている場合）に変換された後、圧縮機１へ供給される。
【００５２】
従って、いずれも圧縮機１の回転数を変えて圧縮機１の運転能力を制御することができるものである。
【００５３】
５５はマイコンであり制御部５４を成している。マイコン５５は端子板５１の３番端子及びシリアル回路５６を介して室内ユニットのマイコン３３から受信する制御信号に基づき、上記動作による圧縮機１の運転能力（回転数）を制御し、さらに四方切換弁２の切換や送風装置１１（プロペラファンを駆動するファンモータ）を制御し、電流検出回路５７に接続されるＣＴ（電流検出器）５８の検出する電流値が所定値を越えないように圧縮機１の運転能力を制御し、圧縮機１の温度を検出する温度センサ５９の温度が所定値を越えないように圧縮機１の運転能力を制御するものである。
【００５４】
６０は外気の温度を検出する外気温センサであり、このセンサの検出した外気温は室内ユニットのマイコン３３へシリアル回路５６を介して送信されるものである。
【００５５】
尚、６１は室外熱交換器の温度を検出する温度センサであり、６２は制御用の直流電力を生成するスイッチング電源である。
【００５６】
以上のように構成された空気調和機では室内ユニットのマイコン３３に格納されたプログラムに基づいてそれぞれの機器の運転を制御するものである。
【００５７】
図４は本発明に係る運転動作を示すフローチャートであり、マイコン３３に格納されたメインプログラムから分岐するサブルーチンである。
【００５８】
メインプログラムでは、空気調和機の運転の設定として、まず上記暖房サイクル、冷房サイクル、除湿サイクルの設定が行われるが、この設定は、「自動運転」が選択されているときは図５に示すテーブルに基づいて暖房サイクル、冷房サイクル、除湿サイクルのいずれかが設定される。
【００５９】
この設定は、被調和室の室温（温度センサ４３の検出する温度、又はリモコン３９から送信される室温）と室外ユニットの外気温度センサ６０が検出した外気温度とに基づいて図５に示すように選択される。尚、図５においてＨは暖房サイクルを示し、Ｄは除湿サイクルを示し、Ｃは冷房サイクルを示している。
【００６０】
また「冷房運転」が選択されているときは図５に示すテーブルに関係なく、冷房サイクルが選択される。
【００６１】
また「除湿運転」（通常除湿であり第１の除湿運転に相当）、「除湿機」、「ランドリー」（第２の除湿運転に相当）が選択されているときは図５に示すテーブルに関係なく除湿サイクルが選択される。
【００６２】
冷房サイクルが選択されているときは、蒸発器として作用する室内側熱交換器６、７で冷却された空気が送風装置１２によって被調和室へ供給されて被調和室の冷房運転が行われる。この冷房運転は室温と設定値とに基づいて圧縮機１の運転能力や送風量を制御して行われる。
【００６３】
暖房サイクルが選択されているときは、凝縮器として作用する室内側熱交換器６、７で加熱された空気が送風装置１２によって被調和室へ供給されて被調和室の暖房運転が行われる。この暖房運転は室温と設定値とに基づいて圧縮機１の運転能力や送風量を制御して行われる。
【００６４】
除湿サイクルが選択されているときは、蒸発器で冷却された空気と凝縮器で加熱された空気とを混合して温度調節をした後、除湿された空気として被調和室へ供給されるものである。目標湿度の設定に応じて「除湿運転」（自動運転の際にはこの除湿運転が選択される）、「除湿機」、「ランドリー」に分けられる。
【００６５】
「除湿運転」では目標湿度が５５％、「除湿機」では目標湿度が５０％、「ランドリー」では目標湿度が４５％に設定される。尚、目標湿度の設定値はこの値に限るものではなく、ユニットの能力や被調和室の快適性等を考慮して任意に選択すれば良い。
【００６６】
また、それぞれの運転において湿度が目標湿度になるように圧縮機１の運転能力が増減される。例えば、湿度が目標湿度−５％以下の時は圧縮機１の運転能力を「０」（停止）、目標湿度−５％＜湿度＜目標湿度のときは圧縮機１の運転能力を２０Ｈｚ（圧縮機１の運転能力を周波数に変換した場合）、目標湿度＜湿度＜目標湿度＋５％のときは圧縮機１の運転能力を３０Ｈｚ、目標湿度＋５％＜湿度＜目標湿度＋１５のときは圧縮機１の運転能力を４０Ｈｚ、目標湿度＋１５＜湿度のときは圧縮機１の運転能力を４５Ｈｚである。
【００６７】
上記運転能力はこれ等に限るものではなく、任意に最適に設定されるものである。また「除湿機」、「ランドリー」の場合にも同様な関係を持って設定されるものである。
【００６８】
これら運転では、蒸発器の温度が一定に成るように電動膨張弁４ｂの開度が自動制御されている。さらに、この蒸発器の温度は、被調和室の室温と設定温度との偏差に基づいて補正され、偏差が大きいとき（室温が設定温度より大きいとき）は低く（冷え気味の除湿運転）、偏差がマイナスのとき（室温が設定温度より小さいとき）は高く（暖め気味の除湿運転）設定されるものである。また、この蒸発器の温度は室内側熱交換器の能力によって最適に設定されるものである。
【００６９】
図４のフローチャートは、「除湿運転」、「除湿機」、「ランドリー」が選択された際の動作を示すものであり「Ｒ」を介してメインプログラムに戻るものである。尚、「除湿機」、「ランドリー」の選択は別個選択スイッチを設け、「自動運転」が選択されている際にも手動で選択できるようにしても良い。
【００７０】
ステップＳ１〜ステップＳ３で「除湿運転」、「除湿機」、「ランドリー」のいずれが選択されているかを判断し、ステップＳ１で「除湿運転」が選択されているときは、ステップＳ４へ進み上記「除湿運転」の設定で運転が行われる。
【００７１】
ステップＳ２で「除湿機」が選択されたときは、ステップＳ５へ進み上記「除湿機」の設定で運転が行われる。
【００７２】
ステップＳ３で「ランドリー」が選択されているときは、ステップＳ６へ進み現在選択されている冷凍サイクルが暖房サイクルか否かの判断を行う。または、図５に示す関係に基づいて選択されるべき冷凍サイクルの状態を再判断した後、暖房サイクルか否かの判断を行っても良い。
【００７３】
ステップＳ６で暖房サイクルが判断されなかった時はステップＳ７へ進み、  上記「ランドリー」の設定で除湿運転が行われるものである。
【００７４】
ステップＳ６の条件を満たしているときは、ステップＳ８へ進み上記暖房サイクルによる暖房運転と上記「ランドリー」の設定による除湿運転とを周期的に交互に繰り返す運転を行うものである。
【００７５】
この繰り返しは、まず暖房サイクルによる暖房運転を１時間行い次いで「ランドリー」の設定による除湿運転を３０分行い、以後この暖房運転と除湿運転を繰り返すものである。このとき暖房運転の設定値は充分に暖房効果が得られる２６度に設定されるが、この値に限るものではなく任意に設定しても良く、さらに暖房運転の維持時間、ランドリーの維持時間も被調和室の室温が低下しない範囲で任意に設定しても良いものである。
【００７６】
以上のように構成された空気調和機では、被調和室の室温等の環境条件が低温を示す際、また／及び外気温度が低い際、すなわち暖房運転が必要とされるような際に「ランドリー」などの低湿度を必要とする除湿運転を選択すると、暖房運転と除湿運転とを周期的に交互に行い、除湿能力を高く保ちながら被調和室の温度低下を抑制することができるものである。
【００７７】
尚、室温や外気温度が高いときには、除湿能力を高く保つ「ランドリー」の運転が通常に行われるものである。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、冷凍サイクル中の凝縮器で加熱された空気を被調和室に供給する暖房運転と、蒸発器で冷却された空気を再加熱した後に被調和室へ供給する除湿運転とを行う空気調和機において、暖房運転と除湿運転とを周期的に繰り返す運転を行うものであり、このように構成することによって、暖房運転と除湿運転とが繰り返されるので、除湿優先した設定で被調和室の室温が低下するような時にも暖房運転が行われることによって被調和室の過剰な温度低下を抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す空気調和機の冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。
【図２】  室内ユニットの制御に用いる制御回路の概略ブロック図である。
【図３】  室外ユニットの制御に用いる制御回路の概略ブロック図である。
【図４】  本発明の動作を示すフローチャートである。
【図５】  冷凍サイクルの選択を決めるテーブルである。
【符号の説明】
１      圧縮機
４ａ    電動膨張弁
４ｂ    電動膨張弁
６      熱交換器
７      熱交換器
３３    マイコン
４３    室温センサ
４５    湿度センサ
６０    外気温センサ
【図１】
0004510964.tif 000002
【図２】
0004510964.tif 000003
【図３】
0004510964.tif 000004
【図４】
0004510964.tif 000005
【図５】
0004510964.tif 000006