(57)【要約】【課題】冷媒の温度を測定することにより閉塞状態を検知して、閉塞状態を解消する空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機１の室内機２には、第１熱交換器４と第２熱交換器５とが配設され、室外機３には、第３熱交換器６と圧縮機７とが配設されている。熱交換器４〜６と圧縮機７は、冷媒配管１２を介して互いに接続される。第１熱交換器４と第２熱交換器５との間には電磁弁１０が取付けられている。第２熱交換器５と第３熱交換器６との間には膨張弁９が取付けられている。圧縮機７は、第１熱交換器４と第３熱交換器６との間に配設されている。冷媒の温度を検知する温度センサ１１が電磁弁１０と第１熱交換器４との間に取付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機、室外機およびこれらを制御する制御部を有する空気調和機であって、
前記室内機は、
第１熱交換器と、
前記第１熱交換器と接続された第２熱交換器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間に配設された所定の弁と
を有し、
前記室外機は、
前記第１熱交換器と接続された圧縮機と、
前記圧縮機と接続されるとともに前記第２熱交換器と接続された第３熱交換器と
を有し、
前記制御部は、
冷媒を前記圧縮機から前記第３熱交換器、第２熱交換器および第１熱交換器を経て前記圧縮機へ循環させる機能を有し、
前記所定の弁と前記第１熱交換器との間に温度検知部を備えた、空気調和機。
【請求項２】
前記所定の弁は電磁弁であり、
前記温度検知部は冷媒に直接接触するセンサ本体を備え、
前記温度検知部が前記電磁弁内に配設されて、前記センサ本体が冷媒の出口側に臨むように配設された、請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記温度検知部の配線と前記電磁弁の配線とは一つに束ねられて前記制御部に接続された、請求項２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。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機には、暖房運転モードおよび冷房運転モードに加えて再熱除湿運転モードを備えた態様の空気調和機がある。再熱除湿運転モードでは、温度調節され、かつ、除湿された空気を吹出すことができる。そのような、再熱除湿運転モードを備えた空気調和機の一つとして、特許文献１に開示された空気調和機について説明する。
【０００３】
図５に示すように、空気調和機１０１は、屋内に設置される室内機１０２と屋外に設置される室外機１０３とを備えている。室内機１０２には、室内側熱交換器として第１熱交換器１０４と第２熱交換器１０５とが配設されている。室外機１０３には、室外側熱交換器として第３熱交換器１０６が配設され、そして、冷媒を圧縮するための圧縮機１０７とが配設されている。
【０００４】
室内機１０２および室外機１０３にそれぞれ配設された熱交換器１０４〜１０６と圧縮機１０７は、冷媒配管１１２を介して互いに接続される。第１熱交換器１０４と第２熱交換器１０５との間には電磁弁１１０が取付けられている。第２熱交換器１０５と第３熱交換器１０６との間には膨張弁１０９が取付けられている。圧縮機１０７は、第１熱交換器１０４と第３熱交換器１０６との間に配設されている。こうして、所定の冷媒回路が構成される。
【０００５】
再熱除湿運転モードでは、第１熱交換器１０４は蒸発器として機能し、第２熱交換器１０５および第３熱交換器１０６は凝縮器として機能する。圧縮機１０７から吐出した高温・高圧の冷媒ガスは第３熱交換器１０６に入り、室外送風機（図示せず）から送られる空気と熱交換をして、膨張弁１０９を経て第２熱交換器１０５に入る。
【０００６】
凝縮器として機能する第２熱交換器１０５に入った冷媒ガスは室内側送風機（図示せず）から送られる空気と熱交換をして凝縮し、液化することによって室内空気を加熱する。液化した冷媒は、電磁弁１１０を経て第１熱交換器１０４に入る。蒸発器として機能する第１熱交換器１０４に入った冷媒は、室内側送風機から送られる空気と熱交換をして蒸発し、気化することによって室内空気を冷却除湿する。その後、冷媒は圧縮機１０７に戻されて再び圧縮される。圧縮された冷媒は圧縮機１０７から室内機１０２へ向けて送り出されて、上述した動作を繰り返すことになる。
【０００７】
こうして、再熱除湿運転では、凝縮器として機能する第２熱交換器１０５を通過して加熱された空気と、蒸発器として機能する第１熱交換器１０４を通過して冷却除湿された空気とが混合されて、温度調節され、かつ、除湿された空気が室内に吹出ることになる。
【特許文献１】特開２００４−１２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の空気調和機では次のような問題点があった。室外の温度が室内の温度に比べて極端に低い場合に再熱除湿運転を行なうと、室内機１０２の第２熱交換器１０５および第１熱交換器１０４を流れる冷媒の圧力が、室外機１０３の第３熱交換器１０６を流れる冷媒の圧力に対して高くなってしまい、室内機１０２に向って冷媒が円滑に送り込まれず、冷凍サイクルが閉塞してしまう閉塞現象が発生する場合がある。
【０００９】
この閉塞状態では、冷媒配管１１２内を流れる冷媒の量が減少し、温度センサ１１１が設置される第１熱交換器１０４を出たところでは、冷媒が既に蒸発してしまい過熱蒸気の状態になっている。冷媒が過熱蒸気の状態では、図６のモリエル図に示すように、等温線が急峻に変化しているために温度から圧力を一義的に求めることができない。つまり、冷媒の温度だけでは、空気調和機が閉塞状態にあるかどうか判断することができず、冷媒の流れを円滑にするための運転を確実に行なうことができないという問題があった。なお、等温線とは、冷媒の温度が同じ状態をつないだ線である。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、冷媒の温度を測定することにより閉塞状態を検知して、閉塞状態を解消する空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る空気調和機は、室内機、室外機およびこれらを制御する制御部を有する空気調和機である。室内機は、第１熱交換器と第２熱交換器と所定の弁とを有している。第２熱交換器は第１熱交換器と接続されている。所定の弁は、第１熱交換器と第２熱交換器との間に配設されている。室外機は、圧縮機と第３熱交換器とを有している。圧縮機は第１熱交換器と接続されている。第３熱交換器は圧縮機と接続されるとともに第２熱交換器と接続されている。制御部は、冷媒を圧縮機から第３熱交換器、第２熱交換器および第１熱交換器を経て圧縮機へ循環させる機能を有している。所定の弁と第１熱交換器との間に温度検知部を備えている。
【００１２】
この構成によれば、第１熱交換器と所定の弁との間に温度検知部を備えていることで、再熱除湿運転が行なわれる際には、温度検知部は、冷媒が気相と液相の二層状態となっている所定の弁の出力側（冷媒が送り出される側）に位置することになる。これにより、温度検知部によって検知される温度に対して圧力が一義的に定まり、温度検知部により冷媒の温度だけを検知することによって閉塞状態を容易に検知することができる。その結果、第２熱交換器を流れる冷媒の圧力に対して第３熱交換器を流れる冷媒の圧力を高める運転モードを設定することができて、空気調和機において一連の冷凍サイクルが閉塞してしまうのを確実に解消することができる。
【００１３】
また、空気調和機では、所定の弁は電磁弁であり、温度検知部は冷媒に直接接触するセンサ本体を備え、温度検知部が電磁弁内に配設されて、センサ本体が冷媒の出口側に臨むように配設されていることが好ましい。
【００１４】
これにより、冷媒の流路内に温度検知部が設置されることになり、周辺の空気の影響を受けにくくなって、より正確な温度を検知してより正確な冷媒の圧力が求められる。
【００１５】
さらに、温度検知部の配線と電磁弁の配線とは一つに束ねられて制御部に接続されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、電磁弁の取付け作業性をより向上することができるとともに、省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態に係る空気調和機について説明する。図１に示すように、空気調和機１は、屋内に設置される室内機２と屋外に設置される室外機３とを備えている。室内機２には、室内側熱交換器として第１熱交換器４と第２熱交換器５とが配設されている。室外機３には、室外側熱交換器として第３熱交換器６が配設され、そして、冷媒を圧縮するための圧縮機７とが配設されている。
【００１８】
室内機２および室外機３にそれぞれ配設された熱交換器４〜６と圧縮機７は、冷媒配管１２を介して互いに接続される。第１熱交換器４と第２熱交換器５との間には電磁弁１０が取付けられている。第２熱交換器５と第３熱交換器６との間には膨張弁９が取付けられている。圧縮機７は、第１熱交換器４と第３熱交換器６との間に配設されている。そして、この空気調和機１では、冷媒の温度を検知する温度センサ１１が電磁弁１０と第１熱交換器４との間に取付けられている。こうして、本空気調和機１の所定の冷媒回路が構成される。
【００１９】
次に、上述した空気調和機における再熱除湿運転モードについて説明する。再熱除湿運転モードでは、第１熱交換器４は蒸発器として機能し、第２熱交換器５および第３熱交換器６は凝縮器として機能する。圧縮機７から吐出した高温・高圧の冷媒ガスは第３熱交換器６に入り、室外送風機（図示せず）から送られる空気と熱交換をして、膨張弁９を経て第２熱交換器５に入る。
【００２０】
凝縮器として機能する第２熱交換器５に入った冷媒ガスは室内側送風機（図示せず）から送られる空気と熱交換をして凝縮し、液化することによって室内空気を加熱する。液化した冷媒は、電磁弁１０を経て第１熱交換器４に入る。蒸発器として機能する第１熱交換器４に入った冷媒は、室内側送風機から送られる空気と熱交換をして蒸発し、気化することによって室内空気を冷却除湿する。その後、冷媒は圧縮機７に戻されて再び圧縮される。圧縮された冷媒は圧縮機７から室内機２へ向けて送り出されて、上述した動作を繰り返すことになる。
【００２１】
こうして、再熱除湿運転では、凝縮器として機能する第２熱交換器５を通過して加熱された空気と、蒸発器として機能する第１熱交換器４を通過して冷却除湿された空気とが混合されて、温度調節され、かつ、除湿された空気が室内に吹出ることになる。
【００２２】
この再熱除湿運転モードによる冷凍サイクルを図２のモリエル図に示す。横軸はエンタルピｈであり、縦軸は圧力Ｐである。区間ＡＢは圧縮機７による圧縮行程であり、区間ＢＣは第３熱交換器６および第２熱交換器５による凝縮行程であり、区間ＣＤは電磁弁１０による膨張行程であり、区間ＤＡは第１熱交換器４による蒸発行程である。
【００２３】
なお、図２において、飽和液線とは、まさに沸騰しようとしている冷媒の状態を示す線であり、この飽和液線よりも向って左側に位置する過冷却液は、冷媒が飽和液温度よりも低い温度の状態を示す。また、飽和蒸気線とは、液体から蒸発したばかりの冷媒の状態を示す線であり、この飽和蒸気線よりも向って右側に位置する過熱蒸気は、冷媒が飽和蒸気温度よりも高い温度の状態を示す。飽和液線と飽和蒸気線との間に位置する湿り蒸気は、液体の冷媒と気体の冷媒とが混合した状態を示す。
【００２４】
本空気調和機１では、上記のように、冷媒の温度を検知する温度センサ１１は電磁弁１０と第１熱交換器４との間に取付けられ、特に、図３に示すように、温度センサ１１は、電磁弁１０に取付けられる冷媒配管（継手）１２ａ，１２ｂのうち、冷媒配管１２ｂの部分に取付けられている。再熱除湿運転では、冷媒配管１２ｂは冷媒を送り出す側の冷媒配管に対応し、この冷媒配管１２ｂに取付けられた温度センサ１１の位置は、図２に示される冷凍サイクルにおける点Ｅの部分に対応する。
【００２５】
温度センサ１１が取付けられている位置の冷媒は、湿り蒸気の状態、すなわち、冷媒が気相と液相の二層状態となっている。この状態では、等温線が変化せず冷媒の温度に対して冷媒の圧力が一定の関係にあり、温度が定まれば圧力が定まることになる。なお、再熱除湿運転の場合、電磁弁１０は再熱除湿弁とも称される。これに対して、従来の空気調和機において、温度センサが取付けられた位置（図５参照）は、点Ｆの部分に対応する。この領域では、既に説明したように、冷媒は過熱蒸気の状態にあり温度から一義的に圧力を求めることができない。
【００２６】
閉塞状態となる圧力はあらかじめわかっているので、その圧力となる温度を検知することで閉塞状態が発生していることを判断することができる。たとえば、閉塞状態でない場合の温度は、通常−３℃以上であるのに対して、閉塞状態に陥った場合の温度は、−２０℃よりも低い温度となる。したがって、温度センサ１１によって検知される温度が−３℃以上の温度であれば閉塞状態には陥っていないと判断され、一方、−２０℃よりも低い温度であれば閉塞状態に陥っていると判断されることになる。
【００２７】
こうして温度センサ１１により検知される温度に基づいて閉塞状態にあると判断される場合には、室外機３の第３熱交換器６を流れる冷媒の圧力を、室内機２の第２熱交換器５を流れる冷媒の圧力に対して高めて、室外機３の第３熱交換器６から室内機２の第２熱交換器５への冷媒の流れを円滑にするために、たとえば、以下のような運転モードが制御部８によって設定される。
【００２８】
まず、一つの運転モードとして、室外機３側の送風機のファンの回転数を下げる運転モードを設定することによって、室外機３における第３熱交換器６を通過する冷媒の圧力を高める操作が行なわれる。また、他の運転モードとして、圧縮機７の回転数を高める運転モードを設定することによって、圧縮機７より送り出される冷媒の圧力を高める操作が行なわれる。こうして、閉塞状態が解消されることになる。
【００２９】
上述した空気調和機１では、第１熱交換器４と電磁弁１０との間に取付けられることで、再熱除湿運転が行なわれる際には、温度センサ１０は、冷媒が気相と液相の二層状態となっている電磁弁１０（再熱除湿弁）の出力側（冷媒が送り出される側）に位置することになる。これにより、温度センサによって検知される温度に対して圧力が一義的に定まり、温度センサ１１により冷媒の温度だけを検知することによって閉塞状態を容易に検知することができる。その結果、室内機２側の第２熱交換器５を流れる冷媒の圧力に対して室外機３側の第３熱交換器６を流れる冷媒の圧力を高める運転モードを設定することができて、空気調和機１において一連の冷凍サイクルが閉塞してしまうのを確実に解消することができる。
【００３０】
なお、上述した空気調和機１においては、温度センサ１１を電磁弁１０の出力側の冷媒配管１２ｂの部分に取付けた場合を例に挙げて説明したが、たとえば、図４に示すように、冷媒配管１２ａから冷媒配管１２ｂへの流れを制御する電磁弁１０の弁本体１０ａにおける冷媒配管１２ｂに臨む側の先端部分に温度センサ１１を設置してもよい。
【００３１】
このように、電磁弁１０の内部に温度センサ１１を設置する場合には、温度センサ１１と制御部８とを接続する配線１４と、電磁弁１０を駆動させる配線１５とを一つにまとめることができる。これにより、電磁弁１０の取付け作業性をより向上することができるとともに、省スペース化を図ることができる。
【００３２】
また、本空気調和機１では、電磁弁（再熱除湿弁）１０の出力側に温度センサ１１が設置されていることによって、室内機２側の熱交換器のパスが複数設けられている場合であっても、再熱除湿弁の出力側では冷媒が合流しており、冷媒のパスに伴う流れのアンバランスの影響を受けにくく、冷媒のより正確な温度を検知することができるという効果がある。
【００３３】
さらに、電磁弁１０の内部に温度センサ１１を設置する場合には、冷媒の流路内に温度センサ１１が設置されることになり、周辺の空気の影響を受けにくくなって、より正確な温度を検知してより正確な冷媒の圧力が求められる。また、電磁弁１０の内部に温度センサ１１を設置することによって、電磁弁１０の外部に取付ける場合と比べて温度センサ１１の取付けばらつきをより低減することも可能である。なお、第１熱交換器４と第２熱交換器５との間に取付けられる弁として電磁弁１０を例に挙げたが、冷媒の流量を制御することができる弁であれば、電磁弁１０に限られない。
【００３４】
上述した空気調和機１では、再熱除湿運転を例に挙げて説明したが、冷房運転や暖房運転も当然に行なうことができる。冷房運転の場合には、第３熱交換器６は凝縮器として、第２熱交換器５は蒸発器として、第１熱交換器４は蒸発器としてそれぞれ機能する。圧縮機７から送り出される冷媒は、第３熱交換器６、第２熱交換器５および第１熱交換器４をそれぞれ経て圧縮機７に戻されることになる。
【００３５】
一方、暖房運転の場合には、第３熱交換器６は蒸発器として、第２熱交換器５は凝縮器として、第１熱交換器４は凝縮器としてそれぞれ機能する。圧縮機７から送り出される冷媒は、第１熱交換器４、第２熱交換器５および第３熱交換器６をそれぞれ経て圧縮機７に戻されることになる。
【００３６】
今回開示された実施の形態は例示にすぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、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および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態において、再熱除湿運転における冷凍サイクルを示す図である。
【図３】同実施の形態において、温度センサの取付け態様を示す部分拡大斜視図である。
【図４】同実施の形態において、温度センサの他の取付け態様を示す部分拡大側面図である。
【図５】従来の空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の空気調和機において、再熱除湿運転における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  空気調和機、２  室内機、３  室外機、４  第１熱交換器、５  第２熱交換器、６  第３熱交換器、７  圧縮機、８  制御部、９  膨張弁、１０  電磁弁、１０ａ  弁本体、１１  温度センサ、１２，１３  冷媒配管、１４，１５  配線。
【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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