JP2001090977A

JP2001090977A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2001090977A
Application number: JP27077299A
Authority: JP
Inventors: Sunao Saito; 直斎藤; Yoshihiro Tanabe; 義浩田辺; Satoshi Suzuki; 聡鈴木; Kunihiro Morishita; 国博森下; Yasutaka Murakami; 泰隆村上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】冷房・暖房という空気調和機の基本性能を十
分に満足しつつ、低騒音でありながら、より広い負荷条
件（より高い冷房能力が必要な場合も含む）にて、室温
と湿度を自在にコントロールして室内の快適性を向上さ
せること。【解決手段】圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複数の
流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することができる
開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷凍サ
イクルと、室内熱交換器を内部に収納し、空気の吸い込
み口と吹き出し口とを有する室内機本体と、この本体に
設けられて、室内の空気を前記室内熱交換器へ引き込む
ための送風機と、本体に設けられて室内の空気を前記室
内熱交換器へ引き込むための吸い込み口から吹き出し口
までの送風機の風路内に設けられた加熱源と、を備えた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機に係
り、特に冷房運転時の快適性向上に寄与できる空気調和
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気調和機は、冷房運転や暖房運
転を行うが、近年において、省エネルギーに対するニー
ズが大きくなり、室内熱交換器は伝熱面積を拡大する傾
向にある。伝熱面積の拡大には、室内熱交換器の幅寸法
拡大、多段化、多列化、補助熱交換器の搭載、及び室内
機の前面から背面にかけて多段に曲げた構造にする等の
方法がある。また、室内熱交換器の冷媒流路を複数に分
岐して、冷房運転時および暖房運転時の熱交換効率を高
めることも行われている。

【０００３】一方、空気調和機において、冷えすぎを防
止しながら湿度を下げるための除湿運転として、室内熱
交換器を上下二分割してこれらの間に除湿運転用の小孔
付き二方弁または膨張弁を介在させていわゆる再熱除湿
運転を行う方法が知られている。

【０００４】同様に、冷えすぎを防止しながら湿度を下
げるための除湿運転として、室内熱交換器の上部側流路
に開閉弁を設ける方法が、例えば特開平１０−８２５６
７号公報に開示されている。

【０００５】これには、圧縮機、四方弁、室外熱交換
器、減圧器および室内熱交換器を主配管を介して順次接
続してなる冷凍サイクルを備えているとともに、上記室
室内熱交換器の冷媒流路が上記主配管から同熱交換器の
少なくとも上部側と下部側とに分岐され、上記室内熱交
換器の上部側冷媒流路には、低能力冷房運転時に閉じら
れる開閉弁を設けたサイクル構成が開示されている。そ
して、圧縮機の運転周波数が低下し、室内熱交換器の冷
媒流路内の圧力が高まってもはや顕熱変化のみとなり、
冷房（除湿）能力が期待できない状態のときに開閉弁を
閉じることにより、下部側の冷媒流路のみに冷媒が通さ
れるため、室内熱交換器の熱交換効率が損なわれず、し
たがって室温をほとんど低下させることなく冷房もしく
は除湿を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機は、
室内熱交換器が大型化された場合、室温が下がり過ぎた
り、過度に除湿が進行して体感温度が低くなる嫌いがあ
った。このため、室温が下がり過ぎないように、圧縮機
や送風機の間欠運転させるなどの対策を講じるようにし
ているが、これによると本来の除湿が十分に行われない
という問題点があった。さらに、室内熱交換器の伝熱面
積が大きくなると、同一能力における顕熱比が大きくな
るため同一室温になったときの湿度は高くなってしまう
という問題点があった。

【０００７】従来の空気調和機は、再熱除湿運転を行う
ものの場合には、冷媒流路を２方弁または膨張弁で一度
合流させる必要があるため、冷媒流路を分岐するものに
比べて、冷房運転時および暖房運転時の熱交換効率が悪
くなるという問題があった。さらに、除湿運転時には、
除湿用絞り装置（小孔付き２方弁または膨張弁）の所で
冷媒流動音が発生するという問題点があった。

【０００８】上記特開平１０−８２５６７号公報の場合
には、開閉弁を閉じたときに冷媒の流れていない上部冷
媒流路側を通過した湿った空気と冷媒の流れている下部
冷媒流路側を通過した冷えた空気との温度差により送風
機及び風路内に着露が起こるため、低能力冷房時のみに
しか開閉弁を閉じた除湿運転ができないという問題点が
あった。さらに、開閉弁を閉じた除湿運転時においても
この方式のみでは十分に顕熱比を小さくすることができ
ないため、負荷条件によっては湿度が快適ゾーンまで下
がらないという問題点があった。さらにまた、開閉弁の
不良が発生した場合や低外気で運転した場合、着露が発
生しやすくな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、冷房・暖房という空気調和機の基本
性能を十分に満足しつつ、低騒音でありながら、より広
い負荷条件（より高い冷房能力が必要な場合も含む）に
て、室温と湿度を自在にコントロールして室内の快適性
を向上させることを目的としている。

【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、室外熱交換器、減圧器、複数の流路の内
少なくとも１つの流路を閉塞することができる開閉弁を
備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷凍サイクル
と、室内熱交換器を内部に収納し、空気の吸い込み口と
吹き出し口とを有する室内機本体と、この本体に設けら
れて、室内の空気を前記室内熱交換器へ引き込むための
送風機と、本体に設けられて室内の空気を前記室内熱交
換器へ引き込むための吸い込み口から吹き出し口までの
送風機の風路内に設けられた加熱源と、を備えたもので
ある。

【００１１】また、加熱源は、送風機の風の流れにおい
て、送風機の風上側かつ、室内熱交換器の開閉弁により
閉塞された流路側に配置されているものである。

【００１２】また、加熱源は、室内熱交換器の開閉弁に
より閉塞された流路の風下側に配置されているものであ
る。

【００１３】また、加熱源は、電気入力により加熱され
るヒータで構成したものである。

【００１４】また、室内の湿度検出手段を備え、開閉弁
及び加熱源の作動判断を、湿度検出手段により検出され
た湿度レベルにより行うものである。

【００１５】また、室内の空気温度を検出する空気温度
検出手段と、室外の圧縮機の運転周波数を検出する圧縮
機運転周波数検出手段と、を備え、空気温度検出手段と
圧縮機運転周波数検出手段との出力に基づいて開閉弁及
び加熱源の動作判断を行うものである。

【００１６】また、開閉弁を切り替える動作を行う場
合、圧縮機を一旦停止し冷媒の高圧及び低圧が均一にな
った後、開閉弁を切り替える動作を行うものである。

【００１７】また、室外機本体に収納された室外制御部
と、室内機本体に収納されて、開閉弁の開閉動作または
加熱源の動作状況を室外制御部に送信する室内制御部
と、を備え、室外制御部は圧縮機の運転周波数または運
転可能な周波数範囲を変更し、または室外送風機の回転
数を変更し、または減圧器として電子制御式膨張弁を用
いた場合は、この電子制御式膨張弁の開度を変更するも
のである。

【００１８】また、室内熱交換器を通過した空気が加熱
源に流入する部分の熱交換器部において、最も風下側列
となる熱交換器の冷媒流路を最短に結び、加熱源に流入
する空気温度分布をほぼ一様にするように冷媒配管配置
を構成したものである。

【００１９】また、圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複
数の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することがで
きる開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷
凍サイクルと、室内熱交換器を内部に収納した室内機本
体と、この本体に設けられて、室内の空気を前記室内熱
交換器へ引き込むための送風送風機と、この送風機によ
り室内熱交換器を通過する風速分布が、開閉弁により閉
塞されていない流路部分より、開閉弁により閉塞されて
いる流路部分の方が早くなるように設けられた風路抵抗
と、を備えたものである。

【００２０】また、風路抵抗として、空気清浄用あるい
は脱臭用のフィルターを前記室内熱交換器の風上側に配
置したものである。

【００２１】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路部分の熱交換器の列数を他の部分より
多くしたものである。

【００２２】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路部分の熱交換器を覆う補助熱交換器を
配置したものである。

【００２３】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路部分の熱交換器に他の部分より空気抵
抗が大きくなるようなフィン形状あるいは切り起こしを
設けたものである。

【００２４】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路部分の熱交換器において、相対的に他
の部分より空気抵抗が大きくなるようにフィン枚数を増
やしたものである。

【００２５】また、開閉弁は、送風機の風路外に配置さ
れているものである。

【００２６】また、圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複
数の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することがで
きる開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続した冷凍サ
イクルと、室外機本体に収納された室外制御部と、室内
機本体に収納されて室内機本体の動作状態を室外制御部
に送信する室内制御部と、開閉弁により閉塞されていな
い流路の配管部と開閉弁の冷媒出口を接続する配管部と
に設けられて、冷媒の温度とを検出する冷媒温度センサ
ーと、を備え、冷媒温度センサーが検出した出力信号を
基に、室内制御部が前記開閉弁が不良と判断した場合
は、室内制御部は不具合内容を室外制御部に送信し、室
外制御部は圧縮機の最大運転周波数を規制、または圧縮
機の停止処理を行うものである。

【００２７】また、圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複
数の流路の内少なくとも１つ以上の流路を閉塞すること
ができる開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してな
る冷凍サイクルと、室外の外気温度を検出する室外温度
センサーと、室外機本体に設けられた室外送風機と、を
備え、室外温度センサーの検出信号を基に、外気温度が
低いと判断した場合は、開閉弁の閉運転の禁止を行うと
共に、開閉弁開の状態でも、圧縮機の運転周波数を変更
し、さらに室外送風機の回転数を変更するものである。

【００２８】また、圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複
数の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することがで
きる開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷
凍サイクルと、室内熱交換器の蒸発温度を検出する蒸発
温度センサーと、室外熱交換器の凝縮温度を検出する凝
縮温度センサーと、室外機本体に設けられた室外送風機
と、を備え、蒸発温度センサーと凝縮温度センサーとの
検出信号を基に外気温度を判断し、外気温度が低いと判
断した場合は、開閉弁の閉運転の禁止を行うと共に、開
閉弁開の状態でも、圧縮機の運転周波数を変更し、さら
に室外送風機の回転数を変更するものである。

【００２９】また、Ｒ４１０ＡまたはＲ４０７Ｃまたは
Ｒ３２または炭化水素系冷媒を冷凍サイクルの配管に流
れる冷媒に用いるものである。

【００３０】また、冷媒と溶け合わないいわゆる非相溶
油を冷凍サイクルの冷凍機油に用いるものである。

【００３１】

【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１〜３は実
施の形態１を示す図で、図１は空気調和機の構成図、図
２は各運転モードの冷房能力と潜熱能力の関係説明図、
図３は室内ユニットの内部構造図である。図１におい
て、１は圧縮機、２は室外熱交換器、３は減圧器、４は
室内熱交換器、５は開閉弁である。なお、この実施の形
態では開閉弁として電磁弁が用いられており、以下この
開閉弁を電磁弁５として説明する。次に、６は加熱源で
あるがこの実施の形態では制御を容易にするため電気入
力により加熱されるヒータを用いている。７は室内送風
機、８は室外送風機である。１１は室内湿度検出手段で
あるがこの実施の形態では湿度センサーを用いている。
１２は室温センサー、１３は蒸発温度センサー、１４は
開閉弁出口温度センサー、１５は外気温センサー、１６
はリモコン受光部、１７はリモコンである。

【００３２】ここで、室内制御部９は上記湿度センサー
１１、室温センサー１２、蒸発温度センサー１３、開閉
弁出口温度センサー１４、リモコン受光部、室外制御部
１０からの情報により、電磁弁５、ヒータ６及び室内送
風機７を制御する。さらに、室内制御部９は室外制御部
１０に電磁弁５の開閉動作さらにヒータ６のＯＮ／ＯＦ
Ｆ状態を室外制御部１０へ送信し、室外制御部１０は圧
縮機１の運転周波数または運転可能な周波数範囲を変更
し、または室外送風機８の回転数を変更し、または減圧
器３として電子制御式膨張弁を用いた場合は、この電子
制御式膨張弁の開度を変更する

【００３３】図２は上記冷凍サイクルによる同一風量で
の冷房運転時の冷房能力と除湿能力を表す潜熱能力の関
係を示したものである。開閉弁開で加熱源ＯＦＦの場
合、開閉弁閉で加熱源ＯＦＦの場合、開閉弁閉で加熱源
ＯＮの場合、開閉弁開で加熱源ＯＮの場合の４つの運転
モードを示している。（１）従来の冷房運転と同様である開閉弁開とヒータＯ
ＦＦの運転モード（２）開閉弁閉とヒータＯＦＦの運転モード（３）開閉弁閉とヒータＯＮの運転モード（４）開閉弁開とヒータＯＮの運転モードの４つの運転モードが可能である。

【００３４】この図から分かるように同一能力における
潜熱能力は開閉弁閉で加熱源ＯＮの場合が一番大きく、
次に開閉弁閉で加熱源ＯＦＦの場合と開閉弁開で加熱源
ＯＮの場合がほぼ同じで大きく、開閉弁開で加熱源ＯＦ
Ｆの場合が一番小さい。つまり、同一室温になった場合
に開閉弁閉で加熱源ＯＮの場合が一番湿度が低くなるこ
とを示している。

【００３５】以下各運転モードの動作について説明す
る。開閉弁閉で加熱源ＯＦＦの冷房運転モードの場合に
は（上記従来技術と同様）、冷媒の流れていない冷媒流
路側を通過した湿った空気と冷媒の流れている冷媒流路
側を通過した冷えた空気との温度差により送風機及び風
路内に着露が起こる可能性が負荷条件によってはあり得
る。従って、風路内の着路を防止するため、室内制御部
から送られる開閉弁とヒータの動作条件により、室外制
御部は圧縮機の運転可能な最大周波数を低減し、風路内
の空気温度むらの低減を行っている。従って、開閉弁を
閉の条件にある場合は、冷房能力が高い運転は出来な
い。

【００３６】図２から分かるように、開閉弁閉でかつ加
熱源ＯＦＦの冷房運転モードの場合、開閉弁開で加熱源
ＯＦＦの運転モードほどの最大冷房能力は得られないた
め空調負荷が小さい環境での運転モードであるが、低能
力運転では潜熱能力の高い運転が可能であり、相対湿度
を下げた室内環境が得られる。

【００３７】さらに開閉弁閉で加熱源ＯＮの運転モード
では、最小冷房能力の低減が可能となるとともに潜熱能
力がさらに高い運転が可能になり相対湿度をさらに下げ
た室内環境が得られる。さらに、加熱源ＯＮにより、熱
交換器で熱交換を行った相対湿度の高い冷却された空気
を、加熱源より熱を吸収し相対湿度を低くする事ができ
る。その結果、加熱源ＯＦＦの場合に比べ、着露耐力を
向上する事ができるため、加熱源を設けた方が高い冷房
能力を発揮する事が可能となり運転範囲が広がる。ま
た、空調負荷が比較的高い条件で、相対湿度を下げた運
転を行う場合は、開閉弁を開でヒータをＯＮする運転を
行うことも可能となる。

【００３８】以上のように、各運転モードを切り替える
事により、空調負荷に合わせて、相対湿度を下げた室内
環境を実現できるため、快適性が向上する。

【００３９】図３において、４は室内熱交換器である
が、室内熱交換器は、室内熱交換器の前面上段部分４
ａ、室内熱交換器の前面中段部分４ｂ、室内熱交換器の
前面下段部分４ｃ、室内熱交換器の背面部分４ｄ、室内
補助熱交換器４ｅで構成されている。５は電磁弁、６は
ヒータ、７は送風機であるがここでは貫流ファンを用い
ている。２１は前面グリル、２２は上部吸い込み口、２
３は吹き出し口、２４は空気清浄用フィルター、２５は
プレフィルターである。

【００４０】ヒータ６は、風の流れにおいて貫流ファン
の風上側かつ室内熱交換器４の電磁弁５により閉塞され
た流路の風下流側に配置されている。閉塞されていない
流路側に配置された場合、電磁弁５を閉じたとき冷やさ
れた空気とヒータによって暖められた空気の密度差によ
って貫流ファン７で音が発生する。よって、この実施の
形態では閉塞された流路側にヒータが配置されている。
さらに、ここでは室内ユニットのコンパクト化を考慮
し、室内熱交換器４の風下側に配置されている。但し、
相対湿度を下げる目的においては、室内の空気を室内熱
交換器４へ引き込むための吸い込み口から吹き出し口ま
での貫流ファンの風路内であれば何処に設けてもよい。

【００４１】空気清浄用フィルター２４は、室内熱交換
器４の電磁弁５により閉塞された流路側に配置されてい
る。また、室内補助熱交換器４ｅは、室内熱交換器４の
電磁弁５により閉塞された流路の一部を覆うように配置
されている。つまり、空気清浄用フィルター２４と室内
補助熱交換器４ｅは室内熱交換器４の閉塞されていない
流路部分の風路抵抗になり、室内熱交換器４を通過する
風速分布が、電磁弁５により閉塞されていない流路部分
より、電磁弁５により閉塞されている流路部分の方が早
くなる。これは、電磁弁５を閉じた運転を行った場合、
室内熱交換器４の蒸発温度を下げることになり、顕熱比
をより下げる効果がある。尚、空気清浄用フィルター２
４は、脱臭用フィルターでもよい。

【００４２】また、電磁弁５は風路外に配置されてい
る。これは熱的な損失を抑える効果がある。さらに、こ
の実施の形態の方式では、従来のいわゆる再熱式のよう
に開閉弁で冷媒流動音の発生がないため制振材及び遮音
材等を弁に巻かなくてもよくリサイクル性においても優
れている。

【００４３】さらに、室内熱交換器の冷媒配管配置は、
ヒータ部に流入する空気温度をほぼ均一化し、温度むら
によるヒータ部への着露を防止するため、最も風下側と
なる２列目の熱交換器の冷媒配管が冷媒流路を最短とな
る様に構成されている。つまり、ヒータ６に最も近い室
内熱交換器部である室内熱交換器４ａの前面上段部分の
２列目上部出口配管と、室内熱交換器４ｄの背面部分の
２列目上部入口配管がつながれている。

【００４４】次に、電磁弁５及びヒータ６の動作につい
て説明する。まずリモコン１７等の操作部により使用者
に設定湿度を選定してもらう。すなわち湿度を例えば、
低湿ゾーン（０％〜４０％）、中湿ゾーン（４０〜７０
％）、高湿ゾーン（７０％以上）に分ける。

【００４５】空調機の起動時の開閉弁５とヒータ６の動
作は開閉弁開、ヒータＯＦＦの冷房能力が大きい運転を
することにより、まず室温を設定温度まで下げる運転を
優先する。

【００４６】その後湿度センサー１１にて検出された室
内の相対湿度と設定湿度との差により、必要潜熱量を算
出する。

【００４７】次に、室外から送信される圧縮機の周波数
を元に、空調負荷を算出する。すなわち、圧縮機周波数
が高い場合は高負荷環境、さらに圧縮機周波数が低い場
合は低負荷環境と判断する。

【００４８】但し、室温センサー１２の温度出力が安定
していない場合、または圧縮機周波数が安定していない
場合は、正しく空調負荷が判定できないため、圧縮機周
波数データより負荷の判断を行わない。

【００４９】圧縮機周波数が高く高負荷環境と判断し、
さらに設定湿度に対し相対湿度が高い場合、潜熱能力が
高い開閉弁開さらにヒータＯＮの運転を行い、室温が安
定後、相対湿度を設定湿度に近づける運転を行う。

【００５０】圧縮機周波数が低く低負荷環境と判断し、
さらに設定湿度に対し相対湿度が高い場合、潜熱能力が
高い開閉弁閉さらにヒータＯＦＦの運転を行い、室温が
安定後、相対湿度を設定湿度に近づける運転を行う。こ
の時、室内のファン速を開閉弁開より回転数を低下さ
せ、熱交換器の温度を低下することにより潜熱能力を高
める運転も合わせて行う。

【００５１】また、電子制御式膨張弁を用いる場合は、
開閉弁閉による低圧の低下を補正するように電子制御式
膨張弁の開度変更を行う。さらに開閉弁５及びヒータ６
の運転状態を室外制御部１０に送信することにより、室
外制御部１０は圧縮機１の周波数を開閉弁閉による圧縮
機の同一周波数での能力低下を考慮し開閉弁開状態より
高めに設定するとともに、圧縮機１の最大周波数を低下
させ、室内機の着露を防止する。また、室外送風機８の
回転数も運転状況に合わせて変更する。

【００５２】その後、前記運転でも相対湿度が設定湿度
に達しない場合、さらに潜熱能力が高い、開閉弁閉さら
にヒータＯＮの運転を行う。この場合も同様に室内送風
機７の回転数、電子制御式膨張弁の開度、室外送風機８
の回転数を変更すると共に、圧縮機１の運転周波数及び
最大周波数範囲の変更を行う。

【００５３】また、圧縮機周波数が上記負荷の中間に位
置する場合である中負荷環境の場合で室内空気の相対湿
度が設定湿度に達していない場合は、開閉弁閉さらにヒ
ータＯＮの運転を行い、比較的高い空調負荷においても
除湿能力を高めた運転を行う事が可能である。

【００５４】以上のように、開閉弁５とヒータ６を状況
に応じ制御することで、空調負荷が高い時から低い時ま
で、除湿能力を高めた運転が可能となる。

【００５５】尚、潜熱能力を高めた上記各運転モード時
（開閉弁開でヒータＯＮモード、開閉弁閉でヒータＯＦ
Ｆモード、開閉弁閉でヒータＯＮ）に、室外の外気温度
が変動し空調負荷が高くなり、冷房能力が不足し室温が
設定温度より上昇した場合や室内の相対湿度が設定湿度
に達した場合は、冷房能力が最も高い開閉弁開およびヒ
ータＯＦＦの運転モードを行う。

【００５６】以上は、室温センサーと圧縮機の運転周波
数の出力により負荷を検出し、湿度センサーの出力レベ
ルに応じて開閉弁及びヒータの動作を行っていたが、湿
度センサーを用いない場合は、リモコンの設定湿度で開
閉弁及びヒータの動作を行ってもよい。但しこの場合、
湿度に応じての切換動作ができないため、設定湿度が低
い場合には、常に開閉弁及びヒータが動作する。そのた
め、湿度低減は可能だが、省エネ性は悪化する。

【００５７】さらに、空調負荷の小さい運転に限られた
場合は、負荷を検出する手段である室温センサーと圧縮
機の運転周波数出力を用いずに設定湿度と湿度センサー
の出力で開閉弁及びヒータの動作を行うことが可能であ
る。また、開閉弁５を切り替える動作を行う場合、冷媒
流路が切り替わる時に発生する冷媒の音を低減するた
め、圧縮機１を一旦停止し冷媒の高圧及び低圧が均一に
なった後、開閉弁５を切り替える動作を行ってもよい。

【００５８】前記、複数の流路の内少なくとも１つ以上
の流路を閉塞することができる開閉弁を備えた室内熱交
換器において、開閉弁の不良等で開閉弁が途中動作でき
なかった場合、例えば開閉弁が開指令をおこなっていて
も開閉弁閉のままの状態である場合、室外制御部１０は
開閉弁５が開として判断するため、圧縮機の最大周波数
は高めに運転することが可能となる。したがって、開閉
弁閉の状態で圧縮機が高速に運転すると、着露が発生す
る不具合が生じる。

【００５９】そのため、開閉弁の不具合が生じた場合
は、室内制御部は不具合を検知する事が必要となるが、
不具合を検知するため開閉弁５に閉塞されていない流路
側の配管部（蒸発温度センサー１３）と開閉弁５に閉塞
された流路側の開閉弁出口配管部（開閉弁出口温度セン
サー１４）に管温センサーを設けている。

【００６０】開閉弁５が開の状態では、冷媒が流れるた
め各管温センサーの温度はほぼ同一の温度となり、開閉
弁が閉の状態では、蒸発温度センサー１３の温度より、
冷媒が流れていない開閉弁出口温度センサー１４の温度
の方が高い温度を示す。この特性を用いる事により、例
えば開閉弁が開指令を行っているのに開閉弁が閉のまま
である場合、開閉弁出口温度センサー１４の温度の方
が、蒸発温度センサー１３の温度より高い温度を示すた
め、この状況を受けて室内制御部は開閉弁が不良として
判断する。

【００６１】この開閉弁不良として判断した場合は、室
内制御部９は室外に不具合内容を室外制御部１０に送信
し、室外制御部は圧縮機１の最大運転周波数を規制し、
着露を防止する。尚、圧縮機１の最大運転周波数を規制
する代わりに、圧縮機１を停止させても着露を防止する
ことができる。

【００６２】尚、この実施の形態は、従来例で示した、
再熱除湿方式においても、開閉弁の入口及び出口配管に
管温センサーを用いる事で、開閉弁が開で運転している
場合は各管温センサー部の温度が均一になり、逆に開閉
弁が閉の状態で運転している場合は、開閉弁の入口側管
温センサーの温度が出口側管温センサーの温度より高く
なる特徴を用いて、同様に開閉弁不良検知制御が可能で
ある。

【００６３】外気温度が低外気にて冷房運転を行った場
合、冷媒が高圧状態になる室外熱交換器の凝縮能力が高
まり圧力が大きく低下する。その影響で室内熱交換器の
圧力も低下するため温度が低下する現象が生じる。その
ため室内側の風路内に着露が発生しやすくなる。この状
態で開閉弁を閉の状態で運転すると、さらに温度が低下
し着露もより発生しやすくなる。この現象を防止するた
め、室外に温度センサー１５を設け、低外気と判断した
場合は、開閉弁の閉運転の禁止を行う。

【００６４】さらに、開閉弁開の状態でも、着露を防止
するため、圧縮機１の運転周波数を低下しさらに室外送
風機８の回転数を低下させ凝縮能力を低下する運転を行
う。

【００６５】尚、低外気運転での着露防止の手段とし
て、室外に温度センサーを設ける手段について説明した
が、高圧が急激に低下する事による、室外熱交換器に設
けた管温センサーと室内熱交換器の管温センサーの温度
差が小さくなる特徴を用いて、外気が低外気である事を
判断する事が可能である。そのため、外気温度センサー
が不要となりコストアップなく制御が可能となる。その
後の運転については外気温度センサーを用いた場合と同
様であるため説明を省略する。

【００６６】尚、ここでは、低外気運転での保護制御
を、開閉弁５を備えた室内熱交換器４を例に説明した
が、開閉弁５を備えていない従来の空気調和装置でも有
効である。

【００６７】上述の実施の形態では、二つの流路を有
し、その一方の流路に電磁弁５を設けた室内熱交換器４
を示したが、これに限定されるものではなく、複数の流
路を有し、少なくとも一つの流路に電磁弁５を設けたも
のであればよい。

【００６８】上記のように、この実施の形態によれば、
冷房・暖房という空気調和機の基本性能を十分に満足し
つつ、低騒音でありながら、より広い負荷条件にて、室
内の温湿度を自在にコントロールする運転が可能にな
る。

【００６９】実施の形態２．また、実施の形態１では、
空気清浄用フィルター２４と室内補助熱交換器４ｅを室
内熱交換器４の閉塞されていない流路部分の風路抵抗に
することで、電磁弁５を閉じた運転を行った場合、顕熱
比をより下げるという効果を得ていたが、図４に示すよ
うに室内熱交換器４の列数を増やして室内熱交換器４の
閉塞されていない流路部分の風路抵抗にしても同様の効
果を得ることができる。

【００７０】実施の形態３．同様に、実施の形態１で
は、空気清浄用フィルター２４と室内補助熱交換器４ｅ
を室内熱交換器４の閉塞されていない流路部分の風路抵
抗にすることで、電磁弁５を閉じた運転を行った場合、
顕熱比をより下げるという効果を得ていたが、図５に示
すように、相対的に他の部分より空気抵抗が大きくなう
ようなフィン形状を設けることで室内熱交換器４の閉塞
されていない流路部分の風路抵抗にしても同様の効果を
得ることができる。

【００７１】実施の形態４．同様に、実施の形態１で
は、空気清浄用フィルター２４と室内補助熱交換器４ｅ
を室内熱交換器４の閉塞されていない流路部分の風路抵
抗にすることで、電磁弁５を閉じた運転を行った場合、
顕熱比をより下げるという効果を得ていたが、前面側熱
交換器のフィン枚数を背面側熱交換器のファイン枚数よ
りも増やして室内熱交換器４の閉塞されていない流路部
分の風路抵抗にしても同様の効果を得ることができる。

【００７２】実施の形態５．以上説明した実施の形態に
おいては、空気調和機でよく使用されるＲ２２を使用し
た場合について説明してきが、代替冷媒であるＲ４１０
ＡまたはＲ４０７ＣまたはＲ３２または炭化水素系冷媒
（例えば、Ｒ５０、Ｒ１７０、Ｒ２９０、Ｒ６００、Ｒ
６００ａ、Ｒ１１５０、Ｒ１２７０）を使用した場合に
おいても、室内機の構造、サイクル構成、運転の制御方
法を適用できることは明らかであり、同様の効果が得ら
れる。また、前記代替冷媒の特性としてＲ２２に比べ圧
力損失が小さいことが挙げられる。この特性を利用する
ことで、開閉弁の口径を小さくすることができ原価低減
の効果が得られる。

【００７３】また、本実施の形態では冷凍機油に冷媒と
溶け合わないいわゆる非相溶油（例えば、Ｒ４１０Ａに
対してアルキルベンゼン油）を用いることで、電磁弁内
部に弁開閉動作の妨げとなる液冷媒が寝込むことを無く
し電磁弁開閉動作の信頼性向上が図れる。

【００７４】

【発明の効果】この発明に係る空気調和機は、冷凍サイ
クルに複数の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞する
ことができる開閉弁を備えた室内熱交換器を設けると共
に、室内の空気を室内熱交換器へ引き込むための送風機
の風路内に加熱源を設けたので、冷房・暖房という空気
調和機の基本性能を十分に満足しつつ、低騒音でありな
がら、より広い負荷条件にて、室温と湿度を自在にコン
トロールすることができ室内の快適性の向上が図れる。

【００７５】また、加熱源を送風機の風の流れにおい
て、送風機の風上側かつ、開閉弁により閉塞された流路
側に配置したので、送風機で発生する音を抑制できる。

【００７６】また、加熱源を室内熱交換器の開閉弁によ
り閉塞された流路の風下側に配置したので、室内機を小
形化できる。

【００７７】また、加熱源として電気入力により加熱さ
れるヒータを用いたので、制御が容易にできる。

【００７８】また、開閉弁及び加熱源の動作判断のため
に、湿度検出手段を設けたので、状況に応じた制御がで
き、空調負荷が高い時から低い時まで、除湿能力を高め
た運転が可能になる。

【００７９】また、室内の空気温度を検出する空気温度
検出手段と、室外の圧縮機の運転周波数を検出する圧縮
機運転周波数検出手段と、を備え、空気温度検出手段と
圧縮機運転周波数検出手段との出力に基づいて開閉弁及
び加熱源の動作判断を行うので、状況に応じた制御がで
き、空調負荷が高い時から低い時まで、除湿能力を高め
た運転が可能になる。

【００８０】また、開閉弁を切り替える動作を行う場
合、圧縮機を一旦停止し冷媒の高圧及び低圧が均一にな
った後、開閉弁を切り替える動作を行うので、冷媒流路
が切り替わる時に発生する冷媒の音を低減することがで
きる。

【００８１】また、室外機本体に収納された室外制御部
と、室内機本体に収納されて、開閉弁の開閉動作または
加熱源の動作状況を室外制御部に送信する室内制御部
と、を備え、室外制御部は圧縮機の運転周波数または運
転可能な周波数範囲を変更し、または室外送風機の回転
数を変更し、または減圧器として電子制御式膨張弁を用
いた場合は、この電子制御式膨張弁の開度を変更するの
で、状況に応じた制御ができ、空調負荷が高い時から低
い時まで、除湿能力を高めた運転が可能になる。

【００８２】また、室内熱交換器を通過した空気が加熱
源に流入する部分の熱交換器部において、最も風下側列
となる熱交換器の冷媒流路を最短に結び、加熱源に流入
する空気温度分布をほぼ一様にするように冷媒配管配置
を構成したので、加熱源、送風機及びその他風路への着
露を抑制することができる。

【００８３】また、送風機により室内熱交換器を通過す
る風速分布が、開閉弁により閉塞されていない流路部分
より、開閉弁により閉塞されている流路部分の方が早く
なるように風路抵抗を設けたので、顕熱比を下げる（潜
熱能力は大きくなる）ことができる。

【００８４】また、風路抵抗として、空気清浄用あるい
は脱臭用のフィルターを用いたので、顕熱比を下げるこ
とができる。

【００８５】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路を他の部分より熱交換器の列数を多く
したので、顕熱比を下げることができる。

【００８６】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路を覆う補助熱交換器を用いたので、顕
熱比を下げることができる。

【００８７】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路の熱交換器において、相対的に他の部
分より空気抵抗が大きくなるようなフィン形状あるいは
切り起こしを設けたので、顕熱比を下げることができ
る。

【００８８】また、風路抵抗として、開閉弁により閉塞
されていない流路の熱交換器において、相対的に他の部
分より空気抵抗が大きくなうようにフィン枚数を増やし
たので、顕熱比を下げることができる。

【００８９】また、開閉弁を風路外に配置したので、熱
的な損失を抑えることができる。

【００９０】また、開閉弁により閉塞されていない流路
の配管部と開閉弁の冷媒出口を接続する配管部とに設け
られて、冷媒の温度とを検出する冷媒温度センサーと、
を備え、冷媒温度センサーが検出した出力信号を基に、
室内制御部が前記開閉弁が不良と判断した場合は、室内
制御部は不具合内容を室外制御部に送信し、室外制御部
は圧縮機の最大運転周波数を規制、または圧縮機の停止
処理を行うので、風路内の着露を防止することができ
る。

【００９１】また、室外の外気温度を検出する室外温度
センサーと、室外機本体に設けられた室外送風機と、を
備え、室外温度センサーの検出信号を基に、外気温度が
低いと判断した場合は、開閉弁の閉運転の禁止を行うと
共に、開閉弁開の状態でも、圧縮機の運転周波数を変更
し、さらに室外送風機の回転数を変更するので、低外気
での風路内の着露を防止することができる。

【００９２】また、室内熱交換器の蒸発温度を検出する
蒸発温度センサーと、室外熱交換器の凝縮温度を検出す
る凝縮温度センサーと、室外機本体に設けられた室外送
風機と、を備え、蒸発温度センサーと凝縮温度センサー
との検出信号を基に外気温度を判断し、外気温度が低い
と判断した場合は、開閉弁の閉運転の禁止を行うと共
に、開閉弁開の状態でも、圧縮機の運転周波数を変更
し、さらに室外送風機の回転数を変更するので、低外気
での風路内の着露を防止することができる。

【００９３】また、配管を流れる冷媒にＲ４１０Ａまた
はＲ４０７ＣまたはＲ３２または炭化水素系冷媒を用い
たので、開閉弁の口径を小さくすることができ原価低減
を図ることができる。

【００９４】また、冷凍機油に冷媒と溶け合わないいわ
ゆる非相溶油を用いたので、電磁弁開閉動作の信頼性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１を示す図で、空気調和機の構成
図である。

【図２】実施の形態１を示す図で、各運転モードの冷
房能力と潜熱能力の関係説明図である。

【図３】実施の形態１を示す図で、室内ユニットの内
部構造図である。

【図４】実施の形態２を示す図で、室内ユニットの内
部構造図である。

【図５】実施の形態３を示す図で、室内ユニットの内
部構造図である。

【符号の説明】

１圧縮機、２室外熱交換器、３減圧器（電子制御
式膨張弁）、４室内熱交換器、４ａ室内熱交換器の
前面上段部、４ｂ室内熱交換器の前面中段部、４ｃ
室内熱交換器の前面下段部、４ｄ室内熱交換器の背面
部、４ｅ室内補助熱交換器、５開閉弁（電磁弁）、
６加熱源（ヒータ）、７室内送風機、８室外送風
機、９室内制御部、１０室外制御部、１１湿度セ
ンサー、１２室温センサー、１３蒸発温度センサ
ー、１４開閉弁出口センサー、１５外気温センサ
ー、１６リモコン受光部、１７リモコン、２０室
内ユニット、２１前面グリル、２２上部吸い込み
口、２３吹き出し口、２４空気清浄用フィルター、
２５プレフィルター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５ＺＦ２５Ｂ 1/00 ３９５Ｆ２４Ｆ 1/00 ３７１Ｚ (72)発明者鈴木聡東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者森下国博東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者村上泰隆東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3L049 BB02 BB11 BB20 BC01 BD02 3L050 BC03 3L051 BB02 BC05 3L060 AA05 AA06 AA07 CC02 CC03 CC04 CC07 CC19 DD02 EE02 EE04 EE06 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複数の
流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することができる
開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷凍サ
イクルと、前記室内熱交換器を内部に収納し、空気の吸い込み口と
吹き出し口とを有する室内機本体と、この本体に設けられて、室内の空気を前記室内熱交換器
へ引き込むための送風機と、前記本体に設けられて室内の空気を前記室内熱交換器へ
引き込むための前記吸い込み口から前記吹き出し口まで
の送風機の風路内に設けられた加熱源と、を備えたこと
を特徴とする空気調和機。
【請求項２】前記加熱源は、前記送風機の風の流れに
おいて、前記送風機の風上側かつ、前記室内熱交換器の
開閉弁により閉塞された流路側に配置されていることを
特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】前記加熱源は、前記室内熱交換器の開閉
弁により閉塞された流路の風下側に配置されていること
を特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】前記加熱源は、電気入力により加熱され
るヒータで構成したことを特徴とする請求項１記載の空
気調和機。
【請求項５】室内の湿度検出手段を備え、前記開閉弁
及び前記加熱源の作動判断を、前記湿度検出手段により
検出された湿度レベルにより行うことを特徴とする請求
項１記載の空気調和機。
【請求項６】室内の空気温度を検出する空気温度検出
手段と、室外の圧縮機の運転周波数を検出する圧縮機運
転周波数検出手段と、を備え、前記空気温度検出手段と
前記圧縮機運転周波数検出手段との出力に基づいて前記
開閉弁及び加熱源の動作判断を行うことを特徴とする請
求項１記載の空気調和機。
【請求項７】前記開閉弁を切り替える動作を行う場
合、前記圧縮機を一旦停止し冷媒の高圧及び低圧が均一
になった後、該開閉弁を切り替える動作を行うことを特
徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項８】室外機本体に収納された室外制御部と、前記室内機本体に収納されて、前記開閉弁の開閉動作ま
たは前記加熱源の動作状況を前記室外制御部に送信する
室内制御部と、を備え、前記室外制御部は前記圧縮機の運転周波数また
は運転可能な周波数範囲を変更し、または室外送風機の
回転数を変更し、または減圧器として電子制御式膨張弁
を用いた場合は、この電子制御式膨張弁の開度を変更す
ることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項９】前記室内熱交換器を通過した空気が前記
加熱源に流入する部分の熱交換器部において、最も風下
側列となる熱交換器の冷媒流路を最短に結び、前記加熱
源に流入する空気温度分布をほぼ一様にするように冷媒
配管配置を構成したことを特徴とする請求項１記載の空
気調和機。
【請求項１０】圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複数
の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することができ
る開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷凍
サイクルと、前記室内熱交換器を内部に収納した室内機本体と、この本体に設けられて、室内の空気を前記室内熱交換器
へ引き込むための送風送風機と、この送風機により前記室内熱交換器を通過する風速分布
が、前記開閉弁により閉塞されていない流路部分より、
前記開閉弁により閉塞されている流路部分の方が早くな
るように設けられた風路抵抗と、を備えたことを特徴と
する空気調和機。
【請求項１１】前記風路抵抗として、空気清浄用ある
いは脱臭用のフィルターを前記室内熱交換器の風上側に
配置したことを特徴とする請求項１０記載の空気調和
機。
【請求項１２】前記風路抵抗として、前記開閉弁によ
り閉塞されていない流路部分の熱交換器の列数を他の部
分より多くしたことを特徴とする請求項１０記載の空気
調和機。
【請求項１３】前記風路抵抗として、前記開閉弁によ
り閉塞されていない流路部分の熱交換器を覆う補助熱交
換器を配置したことを特徴とする請求項１０記載の空気
調和機。
【請求項１４】前記風路抵抗として、前記開閉弁によ
り閉塞されていない流路部分の熱交換器に他の部分より
空気抵抗が大きくなるようなフィン形状あるいは切り起
こしを設けたことを特徴とする請求項１０記載の空気調
和機。
【請求項１５】前記風路抵抗として、前記開閉弁によ
り閉塞されていない流路部分の熱交換器において、相対
的に他の部分より空気抵抗が大きくなるようにフィン枚
数を増やしたことを特徴とする請求項１０記載の空気調
和機。
【請求項１６】前記開閉弁は、前記送風機の風路外に
配置されていることを特徴とする請求項１空気調和機。
【請求項１７】圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複数
の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することができ
る開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続した冷凍サイ
クルと、室外機本体に収納された室外制御部と、室内機本体に収納されて該室内機本体の動作状態を前記
室外制御部に送信する室内制御部と、前記開閉弁により閉塞されていない流路の配管部と前記
開閉弁の冷媒出口を接続する配管部とに設けられて、冷
媒の温度とを検出する冷媒温度センサーと、を備え、前
記冷媒温度センサーが検出した出力信号を基に、前記室
内制御部が前記開閉弁が不良と判断した場合は、該室内
制御部は不具合内容を前記室外制御部に送信し、該室外
制御部は前記圧縮機の最大運転周波数を規制、または前
記圧縮機の停止処理を行うことを特徴とする空気調和
機。
【請求項１８】圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複数
の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することができ
る開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷凍
サイクルと、室外の外気温度を検出する室外温度センサーと、室外機本体に設けられた室外送風機と、を備え、前記室
外温度センサーの検出信号を基に、外気温度が低いと判
断した場合は、前記開閉弁の閉運転の禁止を行うと共
に、該開閉弁開の状態でも、前記圧縮機の運転周波数を
変更し、さらに前記室外送風機の回転数を変更すること
を特徴とする空気調和機。
【請求項１９】圧縮機、室外熱交換器、減圧器、複数
の流路の内少なくとも１つの流路を閉塞することができ
る開閉弁を備えた室内熱交換器を順次接続してなる冷凍
サイクルと、前記室内熱交換器の蒸発温度を検出する蒸発温度センサ
ーと、前記室外熱交換器の凝縮温度を検出する凝縮温度センサ
ーと、室外機本体に設けられた室外送風機と、を備え、前記蒸
発温度センサーと前記凝縮温度センサーとの検出信号を
基に外気温度を判断し、外気温度が低いと判断した場合
は、前記開閉弁の閉運転の禁止を行うと共に、該開閉弁
開の状態でも、前記圧縮機の運転周波数を変更し、さら
に前記室外送風機の回転数を変更することを特徴とする
空気調和機。
【請求項２０】前記冷凍サイクルの配管に流れる冷媒
は、Ｒ４１０ＡまたはＲ４０７ＣまたはＲ３２または炭
化水素系冷媒とすることを特徴とする請求項１または請
求項１０または請求項１７または請求項１８または請求
項１９記載の空気調和機。
【請求項２１】冷凍サイクルに用いられる冷凍機油
は、冷媒と溶け合わないいわゆる非相溶油であることを
特徴とする請求項２０記載の空気調和機。