(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の室内側熱交換器から補助減圧装置を経由して第２の室内側熱交換器に至る冷凍サイクルを備えた空気調和機において、
冷媒としてＲ４１０ＡおよびＲ３２のいずれか一方を用い、
前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
蒸発器および凝縮器となる前記第１の室内側熱交換器と、
蒸発器となる前記第２の室内側熱交換器と、
前記第１の室内側熱交換器および前記第２の室内側熱交換器の間に設けられた前記補助減圧装置と、
前記補助減圧装置を絞ることにより前記第１の室内側熱交換器を凝縮器とするとともに、前記補助減圧装置を開けることにより前記第１の室内側熱交換器を蒸発器とする制御部とを備え、
前記第１の室内側熱交換器は並列に流れる２本の冷媒の流路を形成し、前記第２の室内側熱交換器に並列に流れる４本の冷媒の流路を形成しており、
前記制御部は、目標室内温度と実室内温度の差が所定値以内のときに、目標室内湿度と実室内湿度との差を算出し、当該目標室内湿度と実室内湿度との差が所定値以上のときに、前記補助減圧装置の開閉動作を制御するとともに、当該補助減圧装置の開閉動作に伴い前記圧縮機の最大周波数を制御する
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、第１の室内側熱交換器から補助減圧装置を経由して第２の室内側熱交換器に至る冷凍サイクルを備えた空気調和機の高性能化および冷媒回路の簡素化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、特開平１０−１４１７９７号公報に記載の空気調和機がある。この空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、主減圧装置および室内側熱交換器で構成されている。上記室内側熱交換器は、第１の室内側熱交換器と、第２の室内側熱交換器とを有している。除湿能力を高めた運転の時において、上記第１の室内側熱交換器は凝縮部として利用され、また、上記第２の室内側熱交換器は補助減圧装置を経由して蒸発部として利用される。
【０００３】
図５に示すように、上記空気調和機は、除湿能力を高めた運転時において、第１の室内側熱交換器５０ａは、冷媒入口および冷媒出口が共に複数の流路を形成し、また、第２の室内側熱交換器５０ｂは、冷媒入口が複数の流路を形成している。
【０００４】
この空気調和機は、除湿能力を高めた運転時において、凝縮部となる室内側熱交換器５０ａに並列に流れる冷媒の流路数と、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５０ｂに並列に流れる冷媒の流路数が同一となる冷媒配管構成になるか、または、前者の流路数より後者の流路数が多い冷媒配管構成となる。なお、図５において、符号６０は熱交換器５０ａ，５０ｂ間に介在させた補助減圧装置６０を示し、また符合７０は補助減圧装置６０に並列接続した二方弁７０を示している。
【０００５】
図６は、特殊な熱交換器形態を用いた場合を示している。この例では、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５０ａの冷媒入口のみが単一の流路を形成している場合も考えられる。しかし、圧力損失および伝熱特性は、冷媒の出口の冷媒配管構成による寄与率が高く、このため、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５０ａの冷媒入口のみが単一の流路を形成しているだけでは、実質的にこの第１の室内側熱交換器５０ａに並列に流れる冷媒の流路数と、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５０ｂに並列に流れる冷媒の流路数が同一である冷媒配管構成となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の空気調和機は、冷媒回路が複雑化するため、冷媒配管の収納スペースが拡大する。したがって、室内機のサイズを同一に保つためには、室内側熱交換器５０ａ，５０ｂの面積を小さくしてその収納スペースを縮小することになるが、そのようにすると、通常の冷房および暖房運転時、さらには、除湿能力を高めた運転時に性能が悪化するという問題点があった。
【０００７】
また、冷媒回路の複雑化により、材料費が高揚化するとともに、製造方法が多難化する。加えて、冷媒を多用に分配させる必要があり、そのための考慮に関しての煩わしさがあるという問題点があった。
【０００８】
さらに、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５０ａと蒸発部となる第２の室内側熱交換器５０ｂに並列に流れる冷媒の流路数が同一である冷媒配管構成となっているため、または、前者の冷媒の流路数より後者の冷媒の流路数が多い冷媒配管構成となっているため、室内側熱交換器の性能が充分に発揮できなくなって性能が悪化するという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、通常の冷房および暖房運転時、さらには、除湿能力を高めた運転時の高性能化、冷媒回路の簡素化ならびに材料費の削減を図ることができる空気調和機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る空気調和機は、第１の室内側熱交換器から補助減圧装置を経由して第２の室内側熱交換器に至る冷凍サイクルを備えた空気調和機において、凝縮器として利用する前記第１の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の最大の流路数を、蒸発器として利用する前記第２の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の最大の流路数より少なくした冷媒配管構成を備えている。
【００１１】
この発明によれば、凝縮器として利用する前記第１の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の最大の流路数が、蒸発器として利用する前記第２の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の最大の流路数より少ない。したがって、冷媒が高圧になって冷媒密度が高まり、凝縮部となる第１の室内側熱交換器における冷媒の圧力損失が小さくなる。
【００１２】
つぎの発明に係る空気調和機は、除湿能力を高めた運転時において、凝縮部となる前記第１の室内側熱交換器は冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成し、蒸発部となる前記第２の室内側熱交換器は冷媒の入口が複数の流路を形成するように構成されている。
【００１３】
この発明によれば、第１の室内側熱交換器が冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成しているので、冷媒回路が簡素化される。
【００１４】
つぎの発明に係る空気調和機は、除湿能力を高めた運転時において、凝縮部となる前記第１の室内側熱交換器は冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成し、蒸発部となる前記第２の室内側熱交換器は、冷媒の入口が単一の流路を形成するとともに、途中に冷媒を複数の流路に分流する分岐部を備えている。
【００１５】
この発明によれば、第１の室内側熱交換器が冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成しているので、冷媒回路が簡素化される。
【００１６】
つぎの発明に係る空気調和機は、５０℃において２５００Ｋｐａ以上の飽和圧力を有するＨＦＣ系冷媒をはじめとする高圧冷媒を用いている。
【００１７】
この発明によれば、冷媒として高密度な高圧冷媒を用いるので、冷媒の圧力損失が少なくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明に係る空気調和機の好適な実施の形態を説明する。この発明に係る空気調和機は、図４に示すように、圧縮機１、四方弁２、室外側熱交換器３、主減圧装置４、第１の室内側熱交換器５ａ、第２の室内側熱交換器５ｂ、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂ間に介在させた補助減圧装置６、補助減圧装置６に並列接続した二方弁７、室外側送風機８、室内側送風機９、室内湿度を検出する相対湿度センサー１０、室内温度センサー１１、第１の室内側熱交換器５ａの内管温度センサー１２ａ、第２の室内側熱交換器の内管温度センサー１２ｂ、室外温度センサー１３、リモコン受光部を有した室内側制御部１４およびリモコン１５を備えている。
【００１９】
室内側制御部１４は、相対湿度センサー１０、室内温度センサー１１、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂの内管温度センサー１２ａ，１２ｂ、リモコン１５および室外側制御部１６からの情報に基づいて、補助減圧装置６、室内側送風機９を制御するとともに、補助減圧装置６の開閉動作および室内側送風機９の回転数についての情報を室外側制御部１６に送信する。
【００２０】
室外側制御部１６は、室内側制御部１４から送信された前記情報と室外温度センサー１３の出力とに基づいて、圧縮機１の周波数および最大周波数、さらに主減圧装置４の開閉動作、室外側送風機８の回転数を制御する。
【００２１】
通常の冷房および暖房運転時には、二方弁７が開となる。そして、冷房運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒が四方弁２を通過して、冷房サイクルに入る。この冷房サイクルでは、上記冷媒が室外側熱交換器３、主減圧装置４、第１の室内側熱交換器５ａおよび二方弁７によってバイパスされ、第２の室内側熱交換器５ｂと冷媒配管を介して順次圧縮機１に吸入される。この場合、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂとも蒸発器としての機能をもつことになる。
【００２２】
一方、暖房運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒が四方弁２を通過して、暖房サイクルに入る。この暖房サイクルでは、冷媒が第１の室内側熱交換器５ａ、二方弁７によりバイパスされ、第２の室内側熱交換器５ｂ、主減圧装置４、室外側熱交換器３および冷媒配管を介して圧縮機１に吸入される。この場合、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂが共に凝縮器となる。
【００２３】
除湿能力を高めた運転の時は、二方弁７が閉となる。そして、圧縮機１から吐出された冷媒が四方弁２を通過して冷房サイクルに入る。この冷房サイクルでは、冷媒が室外側熱交換器３、主減圧装置４、第１の室内側熱交換器５ａ、補助減圧装置６、第２の室内側熱交換器５ｂおよび冷媒配管を介して圧縮機１に吸入される。
【００２４】
室内空気を減湿するには、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂの蒸発温度を室内空気の露点温度以下に低下させれば良いが、蒸発温度を低下させると室内吹出し温度も低下するので、室内温度の低下を招く。
【００２５】
そこで、室内温度の低下を抑えた除湿を行うため、補助減圧装置６を絞ることによって、第１の室内側熱交換器５ａを凝縮器として、第２の室内側熱交換器５ｂを蒸発器としてそれぞれ利用する。すなわち、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５ｂにおいて室内空気を減湿、冷却するとともに、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａにおいて室内空気を加熱し、これによって、室内吹出し温度の低下を抑えながら除湿を行なう。
【００２６】
目標室内温度と実室内温度の偏差がある一定値以上の場合にリモコン１５がオンされた時は、二方弁７を開き、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂを共に蒸発器として通常冷房運転を行なうとともに、実室内温度が目標室内温度になるように圧縮機１の運転周波数を制御する。そして、上記温度偏差が、ある一定値以内になった時に、目標室内湿度と実室内湿度との偏差を算出し、その偏差が、ある一定値以上ある場合に除湿能力を高めた運転を行なう。
【００２７】
すなわち、室内側制御部１４は、相対湿度センサー１０、室内温度センサー１１、第１および第２の室内側熱交換器５ａ，５ｂの内管温度センサー１２ａ，１２ｂ、リモコン１５および室外側制御部１６からの情報に基づき、上記温度偏差が、ある一定値以内の場合で、目標室内湿球温度と実室内湿球温度の偏差、または室内湿球温度と室内乾球温度から求めた目標室内相対湿度と実室内相対湿度の偏差、または目標室内絶対湿度と実室内絶対湿度の偏差が、ある一定値以上の場合に、補助減圧装置６、室内側送風機９を制御する。
【００２８】
さらに、室内側制御部１４は、補助減圧装置６の開閉動作および室内側送風機９の回転数についての情報を室外側制御部１６に送信する。室外側制御部１６は、前記情報と室外温度センサー１３の出力とに基づき、圧縮機１の周波数および最大周波数、さらに主減圧装置４の開閉動作、室外側送風機８の回転数を制御する。
【００２９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１である空気調和機は、図１に示すように、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａに並列に流れる冷媒の最大の流路数を、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５ｂに並列に流れる冷媒の最大の流路数より少なくした冷媒配管構成を備えている。
【００３０】
この空気調和機によれば、冷媒が高圧になって冷媒密度が高まるので、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａにおける冷媒の圧力損失が小さくなる。したがって、冷媒流速が高くなって冷媒配管内の熱伝達率が向上し、その結果、性能が向上する。
【００３１】
さらに、冷媒の圧力損失が高まる通常冷房運転時においても、冷媒のガス密度が高められ、しかも、圧力損失が最も高まる出口付近は並列に流れる流路数が多くなるように構成されているので、通常冷房運転時においても性能が損なわれることがない。このため、高性能化を図ることができる。
【００３２】
また、除湿能力を高めた運転の時には、目標室内温度と実室内温度の偏差が、ある一定値以内に安定してから運転を行なうため、高い能力を要求することなく運転することができる。
【００３３】
図１に示すように、除湿能力を高めた運転の時には、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａが冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成し、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５ｂは冷媒の入口が複数の流路を形成するので、冷媒回路を簡素化して、材料費の削減と高性能化を図ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
この実施の形態２の空気調和機では、図２に示すように、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａが冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成する。また、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５ｂは、冷媒の入口が単一の流路を形成するとともに、途中に冷媒を複数の流路に分流する分岐部Ｐ１を設けてある。したがって、冷媒回路を簡素化し、材料費の削減と高性能化を図ることができる。
【００３５】
実施の形態３．
この実施の形態３の空気調和機では、図３に示すように、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａの冷媒の入口が単一または複数の流路を形成する。また、室内側熱交換器５ｂの途中に、冷媒を複数の流路に分流する分岐部Ｐ２，Ｐ３を設けてある。
【００３６】
したがって、冷媒の出口が複数の流路を形成している場合においても、凝縮部となる第１の室内側熱交換器５ａに並列に流れる冷媒の最大の流路数が、蒸発部となる第２の室内側熱交換器５ｂに並列に流れる冷媒の最大の流路数より少ない冷媒配管構成を備えることになり、このため、特に圧力損失が大きい大型機種においても、高性能化を図ることができる。
【００３７】
ところで、ＨＦＣ系冷媒であるＲ４１０Ａ並びにＲ３２をはじめ、５０℃において２５００Ｋｐａ以上の飽和圧力を有する高圧冷媒は、従来のＨＣＦＣ系冷媒であるＲ２２をはじめとする冷媒と比較して高密度である。このような高圧冷媒を用いれば、冷媒の圧力損失が少なくなるため、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の流路数をさらに少なくすることや、凝縮部となる第１の室内側熱交換器の面積をより大きくすることが可能になるので、より高性能化を図ることができる。また、凝縮能力が向上するので、室内吹出し温度の低下を抑えて快適性がさらに向上する。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、凝縮器として利用する第１の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の最大の流路数が、蒸発器として利用する前記第２の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の最大の流路数より少ない冷媒配管構成を有するので、冷媒が高圧になって冷媒密度が高まり、凝縮部となる第１の室内側熱交換器における冷媒の圧力損失が小さくなる。したがって、室内側熱交換器に性能を充分発揮させて、高性能化を図ることができる。
【００３９】
つぎの発明によれば、第１の室内側熱交換器が冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成しているので、冷媒回路が簡素化される。したがって、冷媒配管の収納スペースを広げずに、室内側熱交換器の面積並びに収納スペースを確保して、通常の冷房および暖房運転の時、さらには、除湿能力を高めた運転の時の高性能化を図ることができる。また、冷媒回路の簡素化により、材料費の高揚化を抑え、製造方法の容易化を図ることができる。さらにまた、冷媒を多用に分配させる煩わしさがなくなるという効果が得られる。
【００４０】
つぎの発明によれば、第１の室内側熱交換器が冷媒の入口から出口まで単一の入力流路を形成しているので、上記と同様の効果が得られる。
【００４１】
つぎの発明によれば、冷媒として高密度な高圧冷媒を用いるので、冷媒の圧力損失が少なくなる。したがって、除湿能力を高めた運転の時に、凝縮部となる第１の室内側熱交換器に並列に流れる冷媒の流路数をさらに少なくすることや、凝縮部となる第１の室内側熱交換器の面積をより大きくすることが可能になって、より高性能化を図ることができる。また、凝縮能力が向上するので、室内吹出し温度の低下を抑えて快適性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１である空気調和機の室内側熱交換器の構成を示す回路図である。
【図２】  この発明の実施の形態２である空気調和機の室内側熱交換器の構成を示す回路図である。
【図３】  この発明の実施の形態３である空気調和機の室内側熱交換器の構成を示す回路図である。
【図４】  この発明に係る空気調和機の冷凍サイクルを説明する構成図である。
【図５】  従来の空気調和機における室内側熱交換器の構成を示す回路図である。
【図６】  従来の空気調和機における室内側熱交換器の他の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  圧縮機、２  四方弁、３  室外側熱交換器、４  主減圧装置、５ａ  第１の室内側熱交換器、５ｂ  第２の室内側熱交換器、６  補助減圧装置、７  二方弁、８  室外側送風機、９  室内側送風機、１０  相対湿度センサー、１１  室内温度センサー、１２ａ  第１の室内側熱交換器の内管温度センサー、１２ｂ  第２の室内側熱交換器の内管温度センサー、１３  室外温度センサー、１４  室内側制御部、１５  リモコン、１６  室外側制御部。
【図１】
0004077151.tif 000002
【図２】
0004077151.tif 000003
【図３】
0004077151.tif 000004
【図４】
0004077151.tif 000005
【図５】
0004077151.tif 000006
【図６】
0004077151.tif 000007