(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外側熱交換器、第１流量制御弁、熱的に複数に分割された室内側熱交換器を順次接続し、前記熱的に複数に分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルと、室内側送風機と、室外側送風機と、を有する空気調和機において、
前記第１流量制御弁及び前記第２流量制御弁の少なくとも何れか一方の冷媒流路に多孔質体を設け、前記室外側熱交換器を凝縮器として使用し、前記熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち前記第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードを備え、
圧縮機の回転数を制御する圧縮機回転数制御部と、
この圧縮機回転数制御部の温度を検出する手段と、
この検出結果に応じて前記室内側送風機の送風量と、前記室外側送風機の送風量とを制御する手段と、
前記室外側熱交換器を凝縮器として使用し、前記熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち前記第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、前記圧縮機回転数制御部の温度の検出結果に応じて、前記室内側送風機の送風量および前記室外側送風機の送風量を制御することにより、前記室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
圧縮機、室外側熱交換器、第１流量制御弁、熱的に複数に分割された室内側熱交換器を順次接続し、前記熱的に複数に分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルと、室内側送風機と、室外側送風機と、を有する空気調和機において、
前記第１流量制御弁及び前記第２流量制御弁の少なくとも何れか一方の冷媒流路に多孔質体を設け、前記室外側熱交換器を凝縮器として使用し、前記熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち前記第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードを備え、
目標となる室内温度および室内湿度を外部から設定する手段と、
室内側空気の温度および湿度を検出する手段と、
前記目標室内温度と前記検出室内温度との差および前記目標室内湿度と前記検出室内湿度との差を演算する手段と、
この演算結果に応じて前記室内側送風機及び前記室外側送風機の送風量の送風量と、前記圧縮機の回転数と、前記第１流量制御弁の開度と、前記第２流量制御弁の開度とを制御する手段と、
前記室外側熱交換器を凝縮器として使用し、前記熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち前記第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、前記目標室内温度と前記検出室内温度との差および前記目標室内湿度と前記検出室内湿度との差の演算結果に応じて前記室内側送風機及び前記室外側送風機の送風量と、前記圧縮機の回転数と、前記第１流量制御弁の開度と、前記第２流量制御弁の開度とを制御することにより、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
前記第２流量制御弁をその開度を多段階に調節が可能な流量制御弁で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
前記第１流量制御弁をその開度を多段階に調節が可能な流量制御弁で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
【請求項５】
前記第２流量制御弁と並列に、冷媒の流動抵抗体として、オリフィスの前後またはそのいずれかに多孔体を使用したオリフィス体を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
【請求項６】
前記第２流量制御弁をその開度を全閉と全開の間で２段階に調節が可能な流量制御弁で構成したことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
【請求項７】
前記第２流量制御弁と直列に、冷媒の流動抵抗体として、流路に多孔体を使用したオリフィス体を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
【請求項８】
前記第１流量制御弁は、冷媒流路に多孔質体を使用しないことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
【請求項９】
請求項１又は請求項２記載の空気調和機において、前記第１流量制御弁と、前記室内側熱交換器と、前記第２流量制御弁との接続体を複数について並列接続して構成したことを特徴とするマルチタイプの空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルの凝縮熱の一部を再熱の目的のために使用する空気調和機に係り、より詳細には、温度と湿度の制御性を高めるとともに、冷媒流動音を低減することにより、温度と湿度と騒音に対する快適性を向上させる空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷凍サイクルの凝縮熱の一部を再熱の目的のために使用する空気調和機は、主として、回転数可変型圧縮機と、室外側熱交換器と、第１流量制御弁と、熱的に２分割された室内側熱交換器とを順次接続し、この２分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルを備えている。
【０００３】
上記従来の空気調和機では、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、２分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、第１流量制御弁の開度は固定し、第２流量制御弁の開度を調節することで室内側空気の温度と湿度の制御を行っている。
【０００４】
図１１は、上記運転モードにおいて第２流量制御弁の開度を２段階に調節した場合の、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御可変領域の一例を示したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和機の上記運転モードにおいて、第２流量制御弁の開度は調節されるが、第１流量制御弁の開度は固定されて運転されていたので、冷媒流量の制御可変領域は制限される。
【０００６】
また、第２流量制御弁は室内側に設置されるため、圧縮機回転数を上昇させて冷媒流量を増加させた場合、第２流量制御弁を通過する冷媒流動音による室内側騒音が増大する。同様に、再熱器として使用する室内側熱交換器の冷媒入口では、冷媒は依然として高圧であるため、冷媒流量の増加に伴い室内側騒音が増大する。したがって室内の騒音に対する快適性を維持するため、圧縮機回転数の制御可変領域、すなわち冷媒流量の制御可変領域は制限される。
【０００７】
以上のことから、上記運転モードにおいて、室内側熱交換器の冷媒流量の制御可変領域は制限されるため、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御可変領域についても図１１に示すように限られた範囲となり、室内側空気の温度と湿度を広範囲に制御することができないという問題点があった。
【０００８】
さらに、従来の空気調和機では、作動冷媒に主としてＲ２２が使用されていたが、オゾン層破壊防止の目的のため、Ｒ４１０Ａなどのハイドロフルオロカーボン系冷媒への代替化が進行中であり、このＲ４１０Ａは、Ｒ２２に比べ動作圧力が高くなるため、上記第２流量制御弁における冷媒差圧も大きくなり、冷媒流動音により室内側騒音が増大するという問題点があった。
【０００９】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、冷凍サイクルの凝縮熱の一部を再熱の目的のために使用する空気調和機において、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御可変領域を拡大することで、室内側の温度と湿度に対する快適性を向上し、さらに、室内側熱交換器へ流入する冷媒の流動音、および室内側に設けられた第２流量制御弁の冷媒流動音を抑制することで、室内側の騒音に対する快適性を向上することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気調和機は、圧縮機、室外側熱交換器、第１流量制御弁、熱的に複数に分割された室内側熱交換器を順次接続し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルと、室内側送風機と、室外側送風機と、を有する空気調和機において、第１流量制御弁及び第２流量制御弁の少なくとも何れか一方の冷媒流路に多孔質体を設け、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードを備え、圧縮機の回転数を制御する圧縮機回転数制御部と、この圧縮機回転数制御部の温度を検出する手段と、この検出結果に応じて室内側送風機の送風量と、室外側送風機の送風量とを制御する手段と、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、圧縮機回転数制御部の温度の検出結果に応じて、室内側送風機の送風量および室外側送風機の送風量を制御することにより、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る空気調和機は、圧縮機、室外側熱交換器、第１流量制御弁、熱的に複数に分割された室内側熱交換器を順次接続し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルと、室内側送風機と、室外側送風機と、を有する空気調和機において、第１流量制御弁及び第２流量制御弁の少なくとも何れか一方の冷媒流路に多孔質体を設け、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードを備え、目標となる室内温度および室内湿度を外部から設定する手段と、室内側空気の温度および湿度を検出する手段と、目標室内温度と検出室内温度との差および目標室内湿度と検出室内湿度との差を演算する手段と、この演算結果に応じて室内側送風機及び室外側送風機の送風量の送風量と、圧縮機の回転数と、第１流量制御弁の開度と、第２流量制御弁の開度とを制御する手段と、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、目標室内温度と検出室内温度との差および目標室内湿度と検出室内湿度との差の演算結果に応じて室内側送風機及び室外側送風機の送風量と、圧縮機の回転数と、第１流量制御弁の開度と、第２流量制御弁の開度とを制御することにより、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る空気調和機は、第２流量制御弁をその開度を多段階に調節が可能な流量制御弁で構成したことを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る空気調和機は、第１流量制御弁をその開度を多段階に調節が可能な流量制御弁で構成したことを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る空気調和機は、第２流量制御弁と並列に、冷媒の流動抵抗体として、オリフィスの前後またはそのいずれかに多孔体を使用したオリフィス体を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る空気調和機は、第２流量制御弁をその開度を全閉と全開の間で２段階に調節が可能な流量制御弁で構成したことを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る空気調和機は、第２流量制御弁と直列に、冷媒の流動抵抗体として、流路に多孔体を使用したオリフィス体を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る空気調和機は、第１流量制御弁は、冷媒流路に多孔質体を使用しないことを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る空気調和機は、請求項１又は請求項２記載の空気調和機において、第１流量制御弁と、室内側熱交換器と、第２流量制御弁との接続体を複数について並列接続して構成したことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。
図１〜５は実施の形態１を示す図で、図１は空気調和機の冷凍サイクル図、図２は制御装置の要部ブロック図、図３は各機器の制御に対する室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量との関係図、図４は室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量との制御可変範囲を示した図、図５設定された目標温・湿度と実際の温・湿度との差の値に対応した、各アクチュエータに対する制御指令信号のマトリックス構成例を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、圧縮機１と、室外側熱交換器２と、第１流量制御弁３と、室内側熱交換器４ａと、第２流量制御弁５と、室内側熱交換器４ｂとを順次接続した構成であり、室内側熱交換器４ａと室内側熱交換器４ｂは熱的に分割されている。圧縮機１、室外側熱交換器２、および第１流量制御弁３は室外ユニットＡ側であり、室内側熱交換器４ａ、第２流量制御弁５、室内側熱交換器４ｂは室内ユニットＢ側である。
【００２１】
第２流量制御弁５には、冷媒流路に多孔質体を使用した多段階に開度調節が可能な流量制御弁を用い、第１流量制御弁３についても冷媒流路に多孔質体を使用した多段階に開度調節が可能な流量制御弁を用いる。多孔質体には、０．１μｍから３００μｍの径で構成された燒結金属を使用する。
多段階に開度調節が可能な流量制御弁としては、例えば電子制御式膨張弁が挙げられる。
【００２２】
さらに、圧縮機１に回転数可変型圧縮機を用い、これを制御する圧縮機回転数制御部を備える。作動流体となる冷媒にはハイドロフルオロカーボン系冷媒（具体的にはＲ４１０ＡやＲ４０７Ｃ等）を用い、冷凍機油にはアルキルベンゼン系油、エステル系油、エーテル系油等を使用する。
【００２３】
図２に示すように、空気調和機の制御回路は、制御部８に第１流量制御弁３と、室内側空気温度センサ６と、室内側空気湿度センサ７と、吸入温度センサ１３と、室内側送風機９と、室外側送風機１０と、圧縮機回転数制御部１１とを接続した構成である。吸入温度センサ１３は、圧縮機１に設置された吸入冷媒温度を検出するものである。また、目標となる室内側空気温・湿度を、外部から制御部８へ設定する機能を有する目標温・湿度設定装置１２を備える。制御部８は、記憶機能と、演算機能と、接続された各機器へ制御指令信号を出力する機能とを備える。
【００２４】
以上のような空気調和機の構成において、図１中矢印の方向に冷媒を流した場合、第１流量制御弁３・第２流量制御弁５を設けたことにより、冷凍サイクルの凝縮熱の一部を室内側熱交換器４ａにおいて再熱の目的で使用することができる。以下、室外側熱交換器２を凝縮器として使用し、室内側熱交換器４ａを再熱器として使用し、室内側熱交換器４ｂを蒸発器として使用する運転モードについて考える。
【００２５】
室内側熱交換器４ａを再熱器として使用する場合、冷媒は第１流量制御弁３で減圧されるが、室内側熱交換器４ａへ流入する冷媒は依然として高圧であり、冷媒流動音による騒音が問題となる。これに対し、本実施の形態では、第１流量制御弁３の冷媒流路に多孔質体を使用することで、室内側熱交換器４ａへ流入する冷媒が整流され冷媒流動音の抑制が可能となる。
【００２６】
また、第１流量制御弁３と第２流量制御弁５とにより冷媒に対し絞りが作用するが、気液二相となった冷媒がこのような絞り作用をうけると冷媒流動音が生じる。特に、第２流量制御弁５においては、気液二相となった冷媒が通過する可能性が高く、さらに室内側に設置されていることから冷媒流動音による騒音が問題となる。
【００２７】
また、本実施の形態のように、作動流体となる冷媒にＲ４１０Ａ等の比較的高圧で作動する冷媒を使用した場合、絞り前後での冷媒差圧が大きくなり、上記の冷媒流動音の発生がより顕著となる。これに対し、本実施の形態では、第２流量制御弁５の冷媒流路に多孔質体を用いることにより、冷媒流動音を抑制し、低騒音な空気調和機を実現している。
【００２８】
次に、上記のような室外側熱交換器２を凝縮器として使用し、室内側熱交換器４ａを再熱器として使用し、室内側熱交換器４ｂを蒸発器として使用する運転モードにおける、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量について説明する。
【００２９】
室内側送風量と、室外側送風量と、第１流量制御弁開度と、第２流量制御弁開度と、圧縮機運転周波数とをそれぞれ変化させた場合、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の推移傾向は図３に示すようになる。
一般に、圧縮機運転周波数、室内側送風量、室外側送風量をそれぞれ増加させると、室内側熱交換器による熱交換量は、各量について図示矢印の方向へ推移する。
同様に、第１流量制御弁開度、第２流量制御弁開度をそれぞれ減少させると、室内側熱交換器による熱交換量は、各量について図示矢印の方向へ推移する。
【００３０】
従来の空気調和機では、圧縮機運転周波数及び第２流量制御弁開度の調節により、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量を制御していた。さらに、上記冷媒流動音の増大を考慮すると、高周波数域で圧縮機を運転することができず、また、第２流量調節弁開度についても２段階の調節であったため、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御可能な範囲は、図１１に示すように限られていた。
【００３１】
本実施の形態では、上記のように第２流量制御弁５での冷媒流動音が抑制されるため、圧縮機運転周波数を上昇させて冷媒動作圧が高い状態での運転が可能である。また、室内側送風量、室外側送風量、第１流量制御弁開度および第１流量制御弁開度についても、これらを調節する機能を備える。したがって、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量は、図４の斜線部で示すように、広範囲にわたっての制御が可能となる。
【００３２】
これにより、例えば、従来は、顕熱熱交換量を抑えた状態での高潜熱負荷への対応は困難であったが、圧縮機運転周波数および第１流量制御弁開度を増加させることで対応が可能となる。また、室内側送風量を抑えた状態でも、第１・第２流量制御弁の開度調節により顕熱熱交換量の増加が可能となり、空気調和機の低騒音化を図ることができる。具体的な制御は、以下のような方法による。
【００３３】
目標温・湿度設定装置１２により目標となる室内側温・湿度を設定する。制御部８において、設定された温度と、室内側空気温度センサ６による温度の検出結果との差Δｔを演算する。同様に、制御部８において、設定された湿度と、室内側空気湿度センサ７による湿度の検出結果との差ΔＲＨを演算する。制御部８は、各Δｔの値とΔＲＨの値との組み合わせ毎に、室内側送風機９と、室外側送風機１０と、圧縮機回転数制御部１１と、第１流量制御弁３と、第２流量制御弁５とに対する制御指令信号のマトリックス状の情報をあらかじめ記憶している。
【００３４】
このマトリックスの構成例を図５に示す。上記ΔＲＨの値が変化する領域として想定しうる領域をｍ個の区間に分け、任意のｉ番目の区間の代表値をΔＲＨｉ（ΔＲＨ１≦ΔＲＨｉ＜ΔＲＨｍ）とする。同様に、Δｔの値についても、ｎ個の区間のうち任意のｊ番目の区間の代表値をΔｔｊ（Δｔ１≦Δｔｊ＜Δｔｎ）とする。ΔＲＨｉとΔｔｊの組み合わせに対し、制御指令信号の組である指令ｉｊを対応させる。すなわちｍ×ｎ個の制御指令信号の組で、マトリックスを構成している。指令ｉｊの内容は、上記のように、室内側送風機９と、室外側送風機１０と、圧縮機回転数制御部１１と、第１流量制御弁３と、第２流量制御弁５とに対する各制御指令信号の組である。
【００３５】
上記のようなマトリックスを用い、ΔｔとΔＲＨの演算結果に基づいて各制御指令信号を選択し、制御部８より出力することで、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量を変化させる。以上のような方法で制御を行うことにより、室内側空気の温度と湿度を広範囲に制御可能なだけでなく、速やかに目標温・湿度に到達が可能な空気調和機を実現している。
【００３６】
なお、本実施の形態では、第１流量制御弁３および第２流量制御弁５に多段階に開度調節が可能な流量制御弁を用いたが、開度調節可能な段階が多いほどよりきめ細かく、開度調節可能な範囲が広いほどより幅広い範囲で室内側空気の温度と湿度が制御可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態において、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御可能な範囲を広げるため、圧縮機１の回転数を増加させたり、室外側送風機１０の回転数を減少させた場合、圧縮機回転数制御部１１の制御基板温度の上昇を招く。この基板温度の過昇を防ぐために、圧縮機１あるいは室外側送風機１０の回転数の可変範囲は制限される。これに対し、圧縮機回転数制御部１１に温度センサを設置し、基板温度があらかじめ設定された一定値以上になった場合に、室外側送風機１０の回転数を増加させ、またこれに伴い室内側送風機９の回転数を変化させる制御指令信号を出力する構成とすることで、より広範囲にわたる、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御が可能となる。
【００３８】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図面を参照して説明する。
図６は実施の形態２を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。作動冷媒および制御回路の構成は、実施の形態１と同様である。図６に示すように、実施の形態１の冷凍サイクルの構成に加え、第２流量制御弁５と並列に、オリフィス前後に燒結金属等の多孔体を設置したオリフィス体１４を接続した構成である。このようにオリフィス前後に多孔体を設置することで、絞りにより発生する冷媒流動音を抑制することができ、空気調和機の低騒音化を実現している。
【００３９】
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、室外側熱交換器２を凝縮器として使用し、室内側熱交換器４ａを再熱器として使用し、室内側熱交換器４ｂを蒸発器として使用する運転モードにおいて、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量は、図４の斜線部で示すように、広範囲にわたっての制御が可能となる。特に、本実施の形態では、第２流量制御弁５を全閉した状態でもオリフィス体１４を通じて常に冷媒が循環する構成となっているので、第２流量制御弁５として開度調節が全開と全閉の２段階のような簡単な流量制御弁を用いても冷凍サイクルの実現を可能としている。
【００４０】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図面を参照して説明する。
図７は実施の形態３を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。
図７に示すように、実施の形態１の冷凍サイクルの構成に加え、第２流量制御弁５前後に直列に、オリフィス前後に燒結金属等の多孔体を設置したオリフィス体１４ａおよびオリフィス体１４ｂを接続した構成である。このようにオリフィス前後に多孔体を設置することで、絞りにより発生する冷媒流動音を抑制することができ、空気調和機の低騒音化を実現している。
【００４１】
特に本実施の形態では、第２流量制御弁５前後にオリフィス体を設けることにより、第２流量制御弁５における冷媒差圧が抑えられ、第２流量制御弁５の耐圧を減らすことができる。また、冷媒差圧が抑えられるため、第２流量制御弁５における冷媒流動音に対する抑制効果が向上する。
【００４２】
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、室外側熱交換器２を凝縮器として使用し、室内側熱交換器４ａを再熱器として使用し、室内側熱交換器４ｂを蒸発器として使用する運転モードにおいて、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量は、図４の斜線部で示すように、広範囲にわたっての制御が可能となる。
【００４３】
特に、本実施の形態では、室内側熱交換器４ａ後の絞りを、オリフィス体１４ａと、オリフィス体１４ｂと、第２流量制御弁５とで行うため、冷媒に対し第２流量制御弁５による絞りを補助的に作用させることができ、冷媒流量制御性が向上する。
【００４４】
なお、以上実施の形態１から実施の形態３で説明した空気調和機においては、室外ユニット側に第１流量制御弁３を備える例を示したが、図８に示すように室内ユニット側に第１流量制御弁３を設置しても、同様の効果を達成できる。
また、そのように構成した第１流量制御弁３と、室内側熱交換器と、第２流量制御弁との接続体を複数について並列接続してマルチタイプの空気調和機を構成してもよい。
【００４５】
なお、以上実施の形態１から実施の形態３で説明した空気調和機においては、第１流量制御弁３、または、第１流量制御弁３および第２流量制御弁５において、多孔質体により冷媒流動音の抑制を実現している。従って、弁体あるいはその周辺に、特に消音材を添付する必要がないため、リサイクル性に優れる。
【００４６】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図面を参照して説明する。
図９は実施の形態４を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。図に示すように、圧縮機１と、四方切換弁１５と、室外側熱交換器２と、第１流量制御弁３と、室内側熱交換器４ａと、第２流量制御弁５と、室内側熱交換器４ｂとを順次接続した構成であり、室内側熱交換器４ａと室内側熱交換器４ｂは熱的に分割されている。
【００４７】
さらに、圧縮機吐出側配管と室内側熱交換器とを、四方切換弁１５、室外側熱交換器２、および第１流量制御弁３をバイパスして結ぶ配管によって接続し、この配管の途中に第３流量制御弁１６を設置し、上記バイパス経路の開閉を行う。また、上記第３流量制御弁１６と直列に逆止弁１７を設置し、室内側熱交換器側から圧縮機側への冷媒の流動を防止する構成である。
【００４８】
第２流量制御弁５には、冷媒流路に多孔質体を使用した多段階に開度調節が可能な流量制御弁を用いる。多孔質体には、０．１μｍから３００μｍの径で構成された燒結金属を使用する。作動流体となる冷媒には、ハイドロフルオロカーボン系冷媒（具体的にはＲ４１０ＡやＲ４０７Ｃ等）を用い、冷凍機油には、アルキルベンゼン系油、エステル系油、エーテル系油等を使用する。
【００４９】
以上のような空気調和機の構成において、第３流量制御弁１６を閉じた状態で、冷媒を図９中矢印の方向に冷媒を流したとき、室外側熱交換器２を凝縮器、室内側熱交換器４ａを再熱器、室内側熱交換器４ｂを蒸発器として使用する運転が可能となる。この運転モードにおいて、室外側空気温度が低下していくにつれ、室外側熱交換器による熱交換量が増加するため、室内側熱交換器４ａで再熱の目的で使用される凝縮熱量は減少し、顕熱熱交換量を抑えた状態での高潜熱負荷への対応が困難となる。
【００５０】
これに対し、本実施の形態において、第３流量制御弁１６を開き、第１流量制御弁３を閉じ、図９中矢印の方向に冷媒を流す運転を行った場合、圧縮機より吐出された冷媒の大部分は室外側熱交換器２をバイパスして室内側熱交換器へ流入する。こうすることで、冷凍サイクル中の凝縮熱の大部分を、室内側熱交換器４ａで再熱の目的での利用が可能となり、例えば１℃といったような低い室外側空気温度においても、顕熱熱交換量を抑えた状態での高潜熱負荷への対応を実現している。すなわち、室外側空気温度の低下する冬季においても、室内側空気温度を低下させることなく除湿量を確保した運転が可能となる。
【００５１】
なお、上記の運転では、室外側熱交換器２へも冷媒の流入があるため、運転を継続していくにつれ、室外側熱交換器２内に冷媒が溜まり込む。このために室内側熱交換器内の冷媒が不足する場合は、第１流量制御弁３を完全に閉じることなく若干開くことで、室内側熱交換器内の冷媒が不足することなく、その効果を達成できる。
【００５２】
なお、作動冷媒にＲ４１０Ａ等の比較的高圧で動作する冷媒を使用し、上記のようにバイパス回路を開いた運転を行うと、第２流量制御弁５前後における冷媒差圧が大きくなるため、冷媒流動音の発生が懸念される。これに対し、本実施の形態では第２流量制御弁５に多孔質体を使用することで冷媒流動音を抑制しているため、上記のような運転を行った場合でも、室内における低騒音性が確保される。
【００５３】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図面を参照して説明する。
図１０は実施の形態５を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。図に示すように、圧縮機１と、四方切換弁１５と、室外側熱交換器２と、第１流量制御弁３と、室内側熱交換器４ａと、第２流量制御弁５と、室内側熱交換器４ｂとを順次接続した構成であり、室内側熱交換器４ａと室内側熱交換器４ｂは熱的に分割されている。
【００５４】
さらに、圧縮機吸入側配管と室内側熱交換器とを、第１流量制御弁３、室外側熱交換器２、四方切換弁１５をバイパスして結ぶ配管によって接続し、この配管の途中に第３流量制御弁１６を設置し、上記バイパス経路の開閉を行う。また、上記第３流量制御弁１６と直列に逆止弁１７を設置し、圧縮機側から室内側熱交換器側への冷媒の流動を防止する構成である。
【００５５】
第２流量制御弁５には、冷媒流路に多孔質体を使用した多段階に開度調節が可能な流量制御弁を用いる。上記多孔質体には、０．１μｍから３００μｍの径で構成された燒結金属を使用する。作動流体となる冷媒には、ハイドロフルオロカーボン系冷媒（具体的にはＲ４１０ＡやＲ４０７Ｃ等）を用い、冷凍機油には、アルキルベンゼン系油、エステル系油、エーテル系油等を使用する。
【００５６】
以上のような空気調和機の構成において、実施の形態４で述べたように、第３流量制御弁１６を閉じた状態で、冷媒を図１０中破線矢印の方向に冷媒を流し、室外側熱交換器２を凝縮器、室内側熱交換器４ａを再熱器、室内側熱交換器４ｂを蒸発器として使用する運転モードとしたとき、室外側空気温度が低下していくにつれ、顕熱熱交換量を抑えた状態での高潜熱負荷への対応が困難となる。
【００５７】
これに対し、本実施の形態において、第３流量制御弁１６を開き、第１流量制御弁３を閉じ、図１０中矢印の方向に冷媒を流す運転を行った場合、圧縮機１より吐出された冷媒は、四方切換弁１５、室内側熱交換器を通過し、室外側熱交換器２をバイパスして大部分は圧縮機１へ吸入される。こうすることで、冷凍サイクル中の凝縮熱の大部分を、室内側熱交換器４ｂで再熱の目的での利用が可能となり、例えば１℃といったような低い室外側空気温度においても、顕熱熱交換量を抑えた状態での高潜熱負荷への対応を実現している。すなわち、室外側空気温度の低下する冬季においても、室内側空気温度を低下させることなく除湿量を確保した運転が可能となる。
【００５８】
実施の形態６．
圧縮機１を回転数可変型圧縮機で構成し、冷凍サイクル中蒸発過程における冷媒の過熱状態を検出する手段と、この検出結果に基づいて、第１流量制御弁３及び第２流量制御弁５の少なくとも一方の開度と、圧縮機１の回転数との制御を行うことにより、広範囲の室内側潜熱・顕熱負荷に対応した運転が可能となるだけでなく、速やかに室内温・湿度を目標温・湿度に調節することが可能となる。
【００５９】
実施の形態７．
圧縮機１を回転数可変型圧縮機で構成し、冷凍サイクル中凝縮過程における冷媒の過冷却状態を検出する手段と、この検出結果に基づいて、第１流量制御弁３及び第２流量制御弁５の少なくとも一方の開度と、圧縮機１の回転数との制御を行うことにより、広範囲の室内側潜熱・顕熱負荷に対応した運転が可能となるだけでなく、速やかに室内温・湿度を目標温・湿度に調節することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
この発明に係る空気調和機は、圧縮機、室外側熱交換器、第１流量制御弁、熱的に複数に分割された室内側熱交換器を順次接続し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルと、室内側送風機と、室外側送風機と、を有する空気調和機において、第１流量制御弁及び第２流量制御弁の少なくとも何れか一方の冷媒流路に多孔質体を設け、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、冷媒流動音が抑制され、騒音に対する快適性の向上が可能となる。また、圧縮機の回転数を制御する圧縮機回転数制御部と、この圧縮機回転数制御部の温度を検出する手段と、この検出結果に応じて室内側送風機の送風量と、室外側送風機の送風量とを制御する手段と、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、圧縮機回転数制御部の温度の検出結果に応じて、室内側送風機の送風量および室外側送風機の送風量を制御することにより、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御を行う制御手段と、を備えたので、広範囲の室内側潜熱・顕熱負荷に対応した運転が可能となる。
【００６１】
この発明に係る空気調和機は、圧縮機、室外側熱交換器、第１流量制御弁、熱的に複数に分割された室内側熱交換器を順次接続し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器間に第２流量制御弁を接続して形成される冷凍サイクルと、室内側送風機と、室外側送風機と、を有する空気調和機において、第１流量制御弁及び第２流量制御弁の少なくとも何れか一方の冷媒流路に多孔質体を設け、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、冷媒流動音が抑制され、騒音に対する快適性の向上が可能となる。また、目標となる室内温度および室内湿度を外部から設定する手段と、室内側空気の温度および湿度を検出する手段と、目標室内温度と検出室内温度との差および目標室内湿度と検出室内湿度との差を演算する手段と、この演算結果に応じて室内側送風機及び室外側送風機の送風量の送風量と、圧縮機の回転数と、第１流量制御弁の開度と、第２流量制御弁の開度とを制御する手段と、室外側熱交換器を凝縮器として使用し、熱的に複数に分割された室内側熱交換器のうち第２流量制御弁の冷媒流れ方向上流側を再熱器として使用し、冷媒流れ下流側を蒸発器として使用する運転モードにおいて、目標室内温度と検出室内温度との差および目標室内湿度と検出室内湿度との差の演算結果に応じて室内側送風機及び室外側送風機の送風量と、圧縮機の回転数と、第１流量制御弁の開度と、第２流量制御弁の開度とを制御することにより、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御を行う制御手段と、を備えたので、広範囲の室内側潜熱・顕熱負荷に対応した運転が可能となるだけでなく、速やかに室内温・湿度を目標温・湿度に調節することが可能となる。
【００６２】
また、第２流量制御弁をその開度を多段階に調節が可能な流量制御弁で構成したので、第２流量制御弁の弁開度を調節することで、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量とを変化させることが可能となる。
【００６３】
また、第１流量制御弁をその開度を多段階に調節が可能な流量制御弁で構成したので、第１流量制御弁の弁開度を調節することで、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量とを変化させることが可能となる。
【００６４】
また、第２流量制御弁と並列に、冷媒の流動抵抗体として、オリフィスの前後またはそのいずれかに多孔体を使用したオリフィス体を備えたので、絞りにより発生する冷媒流動音を抑制することができ、空気調和機の低騒音化を実現できる。
【００６５】
また、第２流量制御弁と並列にオリフィス体を備え、第２流量制御弁をその開度を全閉と全開の間で２段階に調節が可能な流量制御弁で構成したので、第２流量制御弁に簡単な構成のものを使用できる。
【００６６】
また、第２流量制御弁と直列に、冷媒の流動抵抗体として、流路に多孔体を使用したオリフィス体を備えたので、絞りにより発生する冷媒流動音を抑制することができ、空気調和機の低騒音化を実現している。また、第２流量制御弁における冷媒差圧が抑えられ、第２流量制御弁の耐圧を減らすことができる。また、冷媒差圧が抑えられるため、第２流量制御弁における冷媒流動音に対する抑制効果が向上する。
【００６７】
この発明に係るマルチタイプの空気調和機は、請求項１又は請求項２記載の空気調和機において、第１流量制御弁と、室内側熱交換器と、第２流量制御弁との接続体を複数について並列接続して構成したので、広範囲の室内側潜熱・顕熱負荷に対応した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図２】  実施の形態１〜３を示す図で、制御装置の要部ブロック図である。
【図３】  実施の形態１〜３を示す図で、各機器の制御に対する室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量との関係図である。
【図４】  実施の形態１〜３を示す図で、室内側熱交換器による潜熱熱交換量と顕熱熱交換量との制御可変範囲を示した図である。
【図５】  実施の形態１〜３を示す図で、設定された目標温・湿度と実際の温・湿度との差の値に対応した各アクチュエータに対する制御指令信号のマトリックス構成例を示す図である。
【図６】  実施の形態２を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図７】  実施の形態３を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図８】  実施の形態１〜３を示す図で、空気調和機の冷凍サイクルにおいて、第１流量制御弁を室内ユニット側に設置した場合の冷凍サイクル図である。
【図９】  実施の形態４を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図１０】  実施の形態５を示す図で、空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図１１】  従来の空気調和機の室内側熱交換器による、潜熱熱交換量と顕熱熱交換量の制御可変領域の一例を示した図である。
【符号の説明】
Ａ  室外ユニット、Ｂ  室内ユニット、１  圧縮機、２  室外側熱交換器、３  第１流量制御弁、４ａ  室内側熱交換器、４ｂ  室内側熱交換器、５  第２流量制御弁、６  室内側空気温度センサ、７  室内側空気湿度センサ、８  制御部、９  室内側送風機、１０  室外側送風機、１１  圧縮機回転数制御部、１２  目標温・湿度設定装置、１３  吸入温度センサ、１４  オリフィス体、１５  四方切換弁、１６  第３流量制御弁、１７  逆止弁。
【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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【図７】
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【図８】
0004063465.tif 000009
【図９】
0004063465.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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