JP2002081716A

JP2002081716A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2002081716A
Application number: JP2000265497A
Authority: JP
Inventors: Fumio Matsuoka; 文雄松岡; Masaki Toyoshima; 正樹豊島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-22
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: JP3855623B2

Abstract

(57)【要約】【課題】【解決手段】シンプルで、合理的な運転により、快適
性の向上を図ることができる空気調和装置を得るもので
ある。【解決手段】室内温度センサー１５と室内湿度センサ
ー１６により検出される湿球温度と、リモコン１３の設
定温度１７と設定湿度１８により決定される湿球温度設
定値の差に基づいて圧縮機１の回転速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温度と湿度の両者を
制御目標とする空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ルームエアコンなどの冷凍サイク
ル応用空気調和装置については、能力制御及び制御信号
が室内空気の温度と温度目標値の偏差に応じて実施され
るものや、例えば特開平６−２４１５３４号公報に示さ
れるように、ドライ運転時に、室内温度と設定温度との
偏差、室内湿度と設定湿度との偏差に応じてファジー制
御ルールに従って室外ファンの風量および圧縮機の容量
を制御するものが示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の空
気調和装置では、室内空気の温度と温度目標値の偏差に
応じて制御する場合は、人間の快適性にとって重要な要
素である湿度という要因が考慮されず、快適性の向上が
図れないという課題があった。また、ドライ運転時に、
室内湿度と設定湿度との偏差に応じてファジー制御ルー
ルに従って室外ファンの風量および圧縮機の容量を制御
する場合には、検証・修正ができないという課題があっ
た。

【０００４】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、人間の快適性にとって、温度と
湿度の両者が重要であることに着目し、両目標値を同時
に満足する運転制御方法を考案し、従来のファジー制御
ルールとは異なり、シンプルで、検証・修正が容易な運
転により、快適性の向上を図ることができる空気調和装
置を得るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る空気調和
装置においては、室内空気の湿球温度を検出する湿球温
度検出手段と、室内空気の湿球温度を設定する湿球温度
設定手段とを備え、前記湿球温度検出手段による湿球温
度と前記湿球温度設定手段による湿球温度設定値の差に
基づいて前記圧縮機の回転速度を制御するものである。

【０００６】また、前記湿球温度検出手段による室内湿
球温度と前記湿球温度設定手段による湿球設定値との差
の変動範囲を複数のゾーンに分け、同一ゾーン内での運
転時間が所定値を超えた時、室内湿球温度と湿球設定値
との差を小さくさせる回転速度に変えて前記圧縮機を運
転し、室内湿球温度を制御目標ゾーン内に制御するもの
である。

【０００７】さらに、前記湿球温度検出手段は、室内空
気の温度を検出する温度センサーと、室内空気の湿度を
検出する湿度センサーとを備えたものである。

【０００８】また、前記湿球温度設定手段は、室内空気
の温度値を設定する温度設定手段と、室内空気の湿度値
を設定する湿度設定手段とを備えたものである。

【０００９】また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室
外熱交換器用送風機、室外熱交換器用送風機の回転数を
可変する室外熱交換器用送風機回転数可変手段、室外絞
り機構を有する室外機と、第１の室内熱交換器、第２の
室内熱交換器、第１の室内熱交換器と第２の室内熱交換
器の間に設けられた室内絞り機構および再熱除湿用電磁
弁、室内の温湿度を検出する温湿度検出手段、室内の温
湿度を設定する温湿度設定手段を有する室内機とを備
え、前記圧縮機から吐出される冷媒を四方弁、室外熱交
換器、室外絞り機構、第１の室内熱交換器、第２の室内
熱交換器を通じて流し、前記温湿度検出手段により検出
された温湿度と前記温湿度設定手段により検出された温
湿度設定値の差に基づいて前記室外熱交換器用送風機回
転数可変手段により前記室外熱交換器用送風機の回転数
を制御するものである。

【００１０】また、前記室内機に前記第１の室内熱交換
器への配管温度を検出する第１の室内熱交換器配管温度
センサーと、前記第２の室内熱交換器への配管温度を検
出する第２の室内熱交換器配管温度センサーとを備え、
前記温湿度検出手段による温湿度、前記第１の室内熱交
換器配管温度センサーによる前記第１の室内熱交換器へ
の配管温度、前記第２の室内熱交換器配管温度センサー
による前記第２の室内熱交換器への配管温度により定ま
る顕熱比と前記温湿度設定手段による温湿度設定値によ
り定まる顕熱比設定値との差に基づいて前記室外熱交換
器用送風機回転数可変手段により前記室外熱交換器用送
風機の回転数を制御するものである。

【００１１】また、温湿度設定値に対する室内温湿度の
変動範囲を複数のゾーンに分け、温湿度設定値と室内温
湿度の差が小さくなるように前記室外熱交換器用送風機
の回転数を制御し、室内温湿度を制御目標ゾーン内に設
定するものである。

【００１２】また、前記室外熱交換器用送風機回転数可
変手段による前記室外熱交換器用送風機の回転数制御
は、室外機の電子部品を冷却する所定の回転数以上にす
るものである。

【００１３】また、前記圧縮機から吐出された冷媒を前
記第１の室内熱交換器へ流入させる吐出バイパス弁を有
するバイパス回路を備えたものである。

【００１４】また、前記第２室内熱交換器配管温度セン
サーにより検出される前記第２の室内熱交換器への配管
温度による冷凍サイクル蒸発温度の設定値を、顕熱比を
低減する所定の温度以上にするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示す空気調和装置の冷媒回路図であり、
図２はこの空気調和装置における空気線図上の動作点を
示す図である。図において、９は空気調和装置の室外機
であり、１は圧縮機、２は圧縮機１の回転速度を可変と
するインバータ、３は室外機９を制御する室外マイコ
ン、４は四方弁、５は室外熱交換器、６は室外熱交換器
用送風機、７は室外熱交換器用送風機６の回転数可変な
モーター、８は室外絞り機構である。

【００１６】１４は空気調和装置の室内機であり、１０
は室内熱交換器、１１は室内熱交換器用送風機、１２は
室内機１４を制御する室内マイコン、１３はリモコン、
１５は室内熱交換器１０の吸込空気温度を検出する室内
温度センサー、１６は室内熱交換器１０の吸込空気湿度
を検出する室内湿度センサー、１７はリモコン１３によ
り設定された設定温度、１８はリモコン１３により設定
された設定湿度である。なお、リモコン１３は湿球温度
設定手段を示し、温度設定手段により設定温度１７を定
め、湿度設定手段により設定湿度１８を定める。

【００１７】次に、動作について説明する。冷媒の流れ
と各構成機器の動作について説明する。まず、圧縮機１
で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、冷房運転時は図１
中実線のように流れ、四方弁４を経由して、室外熱交換
器５で凝縮液化し、室外絞り機構８で断熱膨張して低圧
の気液二相冷媒となり、室内熱交換器１０に至る。室内
熱交換器１０で冷媒は蒸発ガス化して、室内空気を冷却
除湿して、自身は四方弁４を経由して再び圧縮機１に循
環吸入される。

【００１８】次にインバータ２により、空気調和負荷に
応じて圧縮機１の回転速度を可変にする制御方法につい
て図２に基づいて説明する。まず、図２は横軸方向に乾
球温度Ｔ_DB［℃］、縦軸方向に絶対湿度Ｘ［ｋｇ／ｋｇ
´］、斜め方向に湿球温度Ｔ_WB[℃]、エンタルピーＩ
［ｋｃａｌ／ｋｇ］をそれぞれ示す。０は設定値（目標
値）を示し、リモコン１３の設定温度１７と設定湿度１
８により決定される。一方、室内温度と室内湿度（図２
中のｉ）は、室内温度センサー１５と室内湿度センサー
１６の各検出値により決定される。

【００１９】そこで、空気調和負荷Ｑ［ｋｃａｌ／ｈ］
は一般に次式で表される。Ｑ＝Ｇａ・（Ｉｉ−Ｉｏ）・・・・・（１）Ｇａ：室内熱交換器用送風機１１の風量［ｋｇ／ｈ］Ｉｉ：室内空気エンタルピー［ｋｃａｌ／ｋｇ］Ｉｏ：設定空気エンタルピー［ｋｃａｌ／ｋｇ］従って、空気調和負荷Ｑは設定空気と室内空気のエンタ
ルピー差（Ｉｉ−Ｉｏ）に比例する。

【００２０】ここで、図２中、湿球温度Ｔ_WB［℃］とエ
ンタルピーＩ［ｋｃａｌ／ｋｇ］が略比例しており、設
定空気と室内空気のエンタルピー（Ｉｉ−Ｉｏ）は、設
定空気と室内空気の湿球温度差（Ｔ_iWB−Ｔ_oWB）に比例
するのと等価である。よって、室内空気負荷を湿球温度
差で代替することが可能である。そこで、室内温度セン
サー１５と室内湿度センサー１６の室内温度と室内湿度
から図２により室内空気の湿球温度Ｔ_iWBを検出し、リ
モコン１３の設定温度１７と設定湿度１８から図２によ
り設定空気の湿球温度Ｔ_oWBを決定し、空気調和負荷Ｑ
＝Ｇａ・（Ｔ_iWB−Ｔ_oWB）・ａ（ａは比例定数）に基づ
き、圧縮機１の回転速度をインバータ２により可変制御
し、空調運転を行う。よって、通常冷房運転時には湿球
温度を制御目標とすることにより、空気調和負荷に応じ
た最適運転が可能となる。

【００２１】実施の形態２図３はこの発明の実施の形態２を示す空気調和装置の再
熱除湿運転時の冷媒回路図、図４はこの空気調和装置の
再熱除湿運転を示すモリエル線図、図５はこの空気調和
装置の再熱除湿運転モード時の室内空気の状態を示す空
気線図である。

【００２２】図において、上記実施形態と同一又は相当
部分には同一符号を付け、説明を省略する。２４は第１
室内熱交換器、１９は第１室内熱交換器２４へ至る配管
温度を検出する配管温度センサーＣＴ、２１は再熱除湿
用電磁弁、２２は室内絞り機構、２３は第２室内熱交換
器、２０は第２室内熱交換器２３へ至る配管温度を検出
する配管温度センサーＥＴである。

【００２３】次に、動作について説明する。まず、冷房
運転モードの冷媒の流れと各構成機器の動作について説
明する。圧縮機１を出た高温高圧のガス冷媒は四方弁４
を経由して、室外熱交換器５で凝縮液化し、室外絞り機
構８で断熱膨張し、低圧ニ相冷媒となって室内機１４に
至る。この冷房運転モード時には、再熱除湿用電磁弁２
１は全開となっており、第１室内熱交換器２４で一部蒸
発し、低圧ニ相冷媒はそのまま再熱除湿用電磁弁２１を
通過して、さらに第２室内熱交換器２３にて蒸発ガス化
することにより、第１室内熱交換器２４と第２室内熱交
換器２３の両熱交換器が蒸発器として機能し、通常の冷
房運転モードとなる。その後、冷媒は四方弁４を経由し
て圧縮機１に帰る。

【００２４】次に、再熱除湿運転モードの冷媒の流れと
各構成機器の動作について図４に基づいて説明する。圧
縮機１を出た高温高圧のガス冷媒は四方弁４を経由し
て、室外熱交換器５で外気に放熱し、冷媒自身は凝縮し
、室外絞り機構８で断熱膨張し中圧ニ相冷媒とな
る。室内に入った中圧ニ相冷媒は、第１室内熱交換器
２４で再び室内空気に放熱し、冷媒自身は中圧の液冷媒
に凝縮する。

【００２５】この中圧液冷媒は、再熱除湿用電磁弁２
１を閉にすることにより、室内絞り機構２２を通過す
る。これにより、再び断熱膨張して低圧ニ相冷媒とな
り、第２室内熱交換器２３へ流入し、室内の空気を冷却
除湿し、冷媒自身は蒸発ガス化して再び四方弁４を経
由して圧縮機１に帰る。この時、室内空気は第１室内熱
交換器２４を通過する空気は加熱され、第２室内熱交換
器２３を通過する空気は冷却・除湿されて、室内に吹き
出される。

【００２６】次に、図５に基づいて負荷の顕熱比ＳＨＦ
の制御について説明する。まず、図５は湿り空気線図を
示し、横軸に乾球温度Ｔ_DB［℃］、縦軸に絶対湿度Ｘ
［ｋｇ／ｋｇ´］をそれぞれ示すとともに、顕熱比ＳＨ
Ｆも示す。ｌは飽和線である。室内吸込空気をＩ、その
空気の温度をＴｉ、湿度φｉとする。なお、説明を簡単
にするために室内熱交換器を通過する総風量は第１室内
熱交換器２４側と第２室内熱交換器２３側と同一風量と
する。

【００２７】再熱除湿運転モードの場合には、第１室内
熱交換器２４を通過する室内空気は、図４の凝縮温度Ｃ
Ｔによって加熱され、図５のベクトルＩＱへと加熱され
る。一方、第２室内熱交換器２３を通過する室内空気は
図４の蒸発温度ＥＴによって、図５のベクトルＩＰへと
冷却・除湿される。結局、図５に示すようにベクトルＩ
Ｑ＋ベクトルＩＰ＝ベクトルＩＲとなり、室内熱交換器
を出た風は合流してベクトルＩＲとなる。

【００２８】図５にはＳＨＦを示しており（ＳＨＦ＝顕
熱／（顕熱＋潜熱））、ベクトルＩＲではＳＨＦが小さ
くなる。すなわち、温度を下げないで湿度をとることが
可能となる。さらに、積極的にベクトルＩＱの加熱量を
大きくすれば、ベクトルＩＲが図面の右方向に移動し、
ＳＨＦ＜０、つまり、暖めながら除湿することも可能に
なる。よって、この凝縮温度ＣＴを制御することで、Ｓ
ＨＦを所望の値に近づけることが可能になる。

【００２９】一方、冷房運転モードの場合には、加熱す
なわちベクトルＩＱを作り出すことが出来ないため、Ｓ
ＨＦはベクトルＩＰ（＝ベクトルＩＲ）に等しくなる。
このため、冷房ＳＨＦには下限値が生じることになり、
蒸発温度ＥＴに依存する。

【００３０】また、冷房運転モードと、再熱除湿運転モ
ードの比較をした場合には、ＳＨＦの範囲を広くとるこ
とができるという点で再熱除湿運転モードの方が広い温
湿度範囲に適応可能であるが、冷房運転に比べ蒸発器伝
熱面積が減少するために冷房除湿能力が低下し、冷房運
転と同等の除湿能力を得るためには圧縮機運転周波数を
上昇させる必要がある。このため、消費電力は冷房運転
に比べて増加する傾向となる。従って、冷房運転モード
のＳＨＦ範囲で運転が可能な場合には、ＳＨＦを運転目
標とした冷房運転を実行することにより除湿運転時の消
費電力量を低減し、省エネ化を図ることが可能となる。
なお、冷房、再熱除湿の最適切替運転制御方法について
は、実施の形態４において後述する。

【００３１】次に、ＳＨＦの可変動作について説明す
る。図６はこの発明の実施の形態２を示す空気調和装置
の室外熱交換器用送風機のファン回転数Ｎ₀［ｒｐｍ］
に対する、室外熱交換器５内の冷媒凝縮温度ＯＴと、第
１室内熱交換器２４内の冷媒の再凝縮温度ＣＴの変化を
示す図、図７はこの空気調和装置のＳＨＦを変化させる
原理図である。

【００３２】図６は横軸に室外熱交換器用送風機６の回
転数Ｎ₀、縦軸に室外熱交換器５内の冷媒凝縮温度ＯＴ
と、第１室内熱交換器２４内の冷媒の再凝縮温度ＣＴを
示す。図６では室外熱交換器用送風機６の回転数Ｎ
₀［ｒｐｍ］を落とすことによって、第１室内熱交換器
２４内の冷媒凝縮温度ＣＴが上昇することを示してい
る。すなわち、室外熱交換器用送風機６の回転数をＮ₁
［ｒｐｍ］からＮ₂［ｒｐｍ］に低下させることによ
り、第１室内熱交換器２４の凝縮温度はＣＴ１からＣＴ
２に上昇する。これにより、空気線図上では図７に示す
ように、室内熱交換器出口の合流空気はベクトルＩＲ１
からベクトルＩＲ２へとなり、ＳＨＦが小さくすること
ができ、温度を下げずに湿度のみとる運転ができる。

【００３３】次に、上記ＳＨＦの可変動作による具体的
な制御アルゴリズムについて説明する。図８はこの発明
の実施の形態２を示す空気調和装置の制御フローチャー
トである。まず、ステップＳ１では、リモコン１３によ
る設定温度１７の値Ｔｓと湿度の設定湿度１８の値Ｘｓ
を読み込む。ステップＳ２では、除湿運転中の室内吸込
空気温度センサー１５による温度値Ｔｉと室内吸込空気
湿度センサー１６による湿度値Ｘｉを検出する。

【００３４】ステップＳ３では、除湿運転中の第１室内
熱交換器２４の配管温度センサー１９による凝縮温度値
ＣＴと、第２室内熱交換器２３の入口配管温度センサー
２０による蒸発温度値ＥＴを読み込む。ステップＳ４で
は、目標ＳＨＦ＊の値を設定温湿度Ｓ（Ｔｓ，Ｘｓ）と
室内吸込み空気温湿度Ｉ（Ｔｉ，Ｘｉ）により求める。
求める式は、ＳＨＦ＝Ｃｐ（Ｔｉ−Ｔｓ）／（Ｃｐ（Ｔｉ−Ｔｓ）＋
Ｃｖ（Ｘｉ−Ｘｓ））を使用する。ここでＣｐ（Ｔｉ−Ｔｓ）は顕熱を、Ｃｖ
（Ｘｉ−Ｘｓ）は潜熱をそれぞれ示す。Ｃｐ：［ｋｃａ
ｌ／ｋｇ´・℃］は乾き空気の定圧比熱、Ｃｖ：［ｋｃ
ａｌ／ｋｇ］は湿り空気の潜熱を示す。Ｘｉの単位は
［ｋｇ／ｋｇ´］である。

【００３５】ステップＳ５では、除湿運転中の現状ＳＨ
Ｆを、吸い込み空気Ｉ（Ｔｉ，Ｘｉ）と凝縮温度ＣＴと
蒸発温度ＥＴに基づいて図５より求める。ステップＳ６
では、目標とするＳＨＦ＊と運転中のＳＨＦとの比較
し、現状ＳＨＦが目標ＳＨＦ＊より大の場合は、ステッ
プＳ７に進み、凝縮温度値ＣＴを上げるために室外熱交
換器用送風機６の回転数Ｎ₀［ｒｐｍ］を下げる。逆に
現状ＳＨＦが目標ＳＨＦ＊より小の場合はステップ８に
進み、凝縮温度値ＣＴを下げるために室外熱交換器用送
風機６の回転数Ｎ₀［ｒｐｍ］を上げる。その後、ステ
ップＳ１へ戻る。

【００３６】なお、室外熱交換器用送風機６から風は、
インバータ２へも送られ、運転によるインバータ２内の
発熱による基板他の電子部品の温度上昇を防止する。こ
のため、室外熱交換器用送風機６の回転数Ｎ₀の可変時
には、インバータ２内の基板他の電子部品を冷やすため
に要する回転数以下に下げず、少なくとも電子部品の温
度上昇を防止する回転数Ｎ₀以上を維持するように、室
外マイコン３によりモーター７を制御する。

【００３７】以上のように制御することにより、室内の
温湿度の目標設定値に対して、ＳＨＦを制御目標にでき
るので、高温多湿でも梅雨時の低温多湿時でも、除湿量
が自由に制御でき快適性の向上が図れる。

【００３８】実施の形態３図９はこの発明の実施の形態３を示す空気調和装置の吐
出バイパス再熱除湿運転時の冷媒回路図、図１０はこの
空気調和装置の吐出バイパス再熱除湿運転を示すモリエ
ル線図である。図において、上記実施形態と同一又は相
当部分には同一符号を付け、説明を省略する。２５は室
外マイコン３により制御される吐出バイパス弁２５であ
る。

【００３９】次に、動作について説明する。再熱除湿運
転モードの冷媒の流れと各構成機器の動作状態について
説明する。圧縮機１を出た高温高圧のガス冷媒は吐出
バイパス弁２５を経由して、第１室内熱交換器２４で室
内空気に放熱し、冷媒自身は凝縮液化し、室内絞り機
構２２で断熱膨張し、低圧ニ相冷媒となって第２室内
熱交換器２３へ流入し、室内の空気を冷却除湿し、冷媒
自身は蒸発ガス化して再び四方弁を経由して圧縮機１
に帰る。この時、室内空気は第１室内熱交換器２４を通
過する空気は加熱され、第２室内熱交換器２３を通過す
る空気は冷却・除湿されて、室内に吹き出される。

【００４０】ここで、本実施の形態３と前記実施の形態
２との差異について説明する。実施の形態２では、第１
室内熱交換器２４の凝縮温度ＣＴは、室外熱交換器５に
おける放熱を経て１段膨張を行った後の温度となるた
め、１段目の膨張以前の凝縮温度と比較して低めとな
る。一方、本実施の形態３では、圧縮機１から吐出され
た高温高圧のガス冷媒が第１室内熱交換器２４へ直接流
入し凝縮を行うため、凝縮温度ＣＴを高くすることが可
能となる。

【００４１】このため、本実施の形態３では実施の形態
２に比べ、凝縮温度ＣＴの高温化が可能となり、図５に
おいてはベクトルＩＱを大きくできるため、ＳＨＦをさ
らに小さくすることができる。すなわち、実施の形態２
よりも、より積極的にベクトルＩＱの加熱量を大きく
し、強力に暖めながら除湿することが可能になる。よっ
て、本実施の形態３では、凝縮温度ＣＴをさらに高温化
制御することにより暖房ぎみ除湿を可能とし、室内気温
が低い条件においても快適な室内温湿度環境を実現する
ことができる。

【００４２】実施の形態４．この実施の形態４では、上
記実施の形態１、２、３を用いて、最適運転モードを検
索するアルゴリズムについて説明する。図１１はこの発
明の実施の形態４を示す空気調和装置の空気線図上の運
転ゾーン分布を示す図、図１２はこの空気調和装置のゾ
ーン別運転モード判定方法のフローチャートである。な
お、空気調和装置の冷媒回路図は、図９を用いる。

【００４３】次に、動作について説明する。まず、運転
ゾーン判定法を図１１に基づいて説明する。図１１は横
軸方向に乾球温度Ｔ_DB［℃］、縦軸方向に絶対湿度Ｘ
［ｋｇ／ｋｇ´］、斜め方向に湿球温度Ｔ_WB[℃]を示
し、ｌは飽和線を示す。空気線図上、室内温湿度ｉが目
標温湿度Ｏに対してどの位置に存在するかにより、選択
すべき最適運転モードをゾーンに分けて示す。さらに、
ＥＴminは冷凍サイクル蒸発温度の設定最低値であり、
ゾーンはＥＴminと目標温湿度Ｏを結ぶ直線と、目標絶
対湿度φｏ、目標湿球温度Ｔ_OWB＋α、Ｔ_OWB−βの線に
よって分けられる。なお、α、βは、任意の設定値であ
り、空気調和装置の特性に合わせて設定可能であり、例
えばα＝２℃、β＝１℃と設定できる。

【００４４】ここで、冷凍サイクルＥＴの極端な低下は
空気調和装置の入力増大（性能悪化）を招くため、冷凍
サイクル蒸発温度の設定最低値ＥＴminは不要に低過ぎ
ない範囲内で設定する必要がある。これは、空気線図
上、飽和線ｌは低温領域になるに従い、傾きが徐々に水
平に近づく特性を有するため、冷凍サイクルＥＴを極端
に低下させてもＳＨＦが低下しなくなり、ＥＴ低下（入
力増加）に見合ったＳＨＦの低減が見込めなくなるため
である。このため、例えば目標温湿度２４℃、湿球温度
１８．６℃（相対湿度６０％）の条件では、ＥＴmin＝
５℃程度に設定する必要がある。

【００４５】次に、各ゾーンでの動作に図１２に基づい
て説明する。まず、ステップＳ１１で、室内吸込空気温
度センサー１５による温度値Ｔｉと室内吸込空気湿度セ
ンサー１６による湿度値Ｘｉを検出し、室内吸込み室内
温湿度ｉ（Ｔｉ，Ｘｉ）がどのゾーンに存在するかを検
出する。そこで、室内温湿度ｉがＡゾーンに存在する場
合には、ステップＳ１２へ進む。Ａゾーンは通常冷房運
転モード実行領域であり、冷房運転を実行する。空気調
和装置の冷媒回路図は、吐出バイパス弁２５を全閉、再
熱除湿用電磁弁２１を全開し、図１の冷媒回路図と等価
な冷媒回路を構成する。そこで、空気調和装置の制御
は、実施の形態１に示すように、湿球温度差を制御信号
に用いる。Ａゾーンでは、室内湿球温度ｉと目標湿球温
度Ｔ_OWBとの差が大きく（空気調和負荷大）、再熱除湿
運転よりも消費電力量の少ない冷房運転による、室内空
気調和負荷（顕熱負荷、潜熱負荷とも）除去効率の高い
運転を目的とする。

【００４６】また、ステップＳ１１で、室内温湿度ｉが
Ｂゾーンに存在する場合には、ステップＳ１３へ進む。
Ｂゾーンは、Ａゾーンと同様に冷房運転モード実行領域
であるが、室内温湿度ｉがＥＴminと目標温湿度Ｏを結
ぶ直線よりも低湿側にあるため、室内温湿度ｉを目標温
湿度Ｏに近づけるためには、ＥＴ＞ＥＴminとし（ステ
ップＳ１４）、冷凍サイクルの蒸発温度ＥＴを適切に制
御する（ステップＳ１５）。ＥＴは、室内ファン回転数
と圧縮機運転周波数を変化させることにより制御可能で
ある。なお、空気調和装置の冷媒回路図は、上記Ａゾー
ンの冷媒回路図と同じである。

【００４７】さらに、ステップＳ１１で、室内温湿度ｉ
がＣゾーンに存在する場合には、ステップＳ１３へ進
む。Ｃゾーンは再熱除湿運転モード実行領域である。こ
の領域では、実施の形態２、３に示すように冷凍サイク
ル凝縮温度ＣＴ、蒸発温度ＥＴを同時に制御することに
より、目標温湿度Ｏへ向けた運転が可能となる。なお、
除湿能力を最大限に発揮するために蒸発温度ＥＴは極力
小さい値で運転を実行したいが、ＥＴ≧ＥＴminの範囲
で運転を行う必要があるため、ＣゾーンではＥＴ＝ＥＴ
minにて運転を実行する（ステップＳ１６）。また、Ｃ
ゾーンの範囲内でも凝縮温度ＣＴを特に高温にしたい場
合には実施の形態３の吐出バイパス再熱除湿方式を用
い、冷媒回路図は吐出バイパス弁２５を全開、再熱除湿
用電磁弁２１を全閉した構成である。一方、そこまで高
温の凝縮温度ＣＴを必要としない場合には実施の形態２
の室外送風機回転数制御にて対応し（ステップＳ１
７）、冷媒回路図は吐出バイパス弁２５を全閉し、図３
の冷媒回路図と等価な構成である。

【００４８】以上のように、室内温湿度ｉの条件に応じ
て、Ａ、Ｂ、Ｃのゾーン分けをすることにより、Ａゾー
ンでは、空気調和負荷除去主体の運転を行い、そして、
空気調和負荷が小さくなり、Ｂ、Ｃゾーンに入った場合
には目標温湿度Ｏへ近づけるためのＳＨＦ制御運転を実
行することが可能となり、効率良く室内目標温湿度の実
現が可能となる。

【００４９】なお、この実施の形態４では、室内温湿度
と目標温湿度との差に基づき室外送風機回転数制御も行
うものを示したが、同一ゾーン内での運転時間が所定値
を超えた時、室内湿球温度と湿球設定値との差が小さく
なるような圧縮機１の回転速度に変えて圧縮機１を運転
し、室内湿球温度と湿球設定値の差を制御目標ゾーン内
に制御するようにしてもよい。つまり、オフセット防止
のため、圧縮機１の回転速度を上げる。

【００５０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００５１】室内空気の湿球温度を検出する湿球温度検
出手段と室内空気の湿球温度を設定する湿球温度設定手
段とを備え、湿球温度検出手段による湿球温度と湿球温
度設定手段による湿球温度設定値の差に基づいて圧縮機
の回転速度を制御するので、空気調和負荷に応じた運転
が正確にでき、ハンチングなく快適性を向上でき、圧縮
機に対する信頼性が上がる。

【００５２】また、湿球温度検出手段による室内湿球温
度と湿球温度設定手段による湿球設定値との差の変動範
囲を複数のゾーンに分け、同一ゾーン内での運転時間が
所定値を超えた時、室内湿球温度と湿球設定値との差を
小さくさせる回転速度に変えて圧縮機を運転し、室内湿
球温度を制御目標ゾーン内に制御するので、温度のみな
らず湿度を考慮した、湿り空気のエンタルピーと等価の
運転になり、室内の温湿度負荷にマッチした快適な目標
ゾーンに近づけることができる。

【００５３】さらに、湿球温度検出手段は、室内空気の
温度を検出する温度センサーと、室内空気の湿度を検出
する湿度センサーとを備えたので、安価で、演算による
湿球温度換算が可能となる。

【００５４】また、湿球温度設定手段は、室内空気の温
度値を設定する温度設定手段と室内空気の湿度値を設定
する湿度設定手段とを備えたので、素人でも設定しやす
く、利便性が増し、かつ温度、湿度の両面からユーザー
の快適性に資することが可能となる。

【００５５】また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室
外熱交換器用送風機、室外熱交換器用送風機の回転数を
可変する室外熱交換器用送風機回転数可変手段、室外絞
り機構を有する室外機と、第１の室内熱交換器、第２の
室内熱交換器、第１の室内熱交換器と第２の室内熱交換
器の間に設けられた室内絞り機構および再熱除湿用電磁
弁、室内の温湿度を検出する温湿度検出手段、室内の温
湿度を設定する温湿度設定手段を有する室内機とを備
え、圧縮機から吐出される冷媒を四方弁、室外熱交換
器、室外絞り機構、第１の室内熱交換器、第２の室内熱
交換器を通じて流し、温湿度検出手段により検出された
温湿度と温湿度設定手段により検出された温湿度設定値
の差に基づいて室外熱交換器用送風機回転数可変手段に
より室外熱交換器用送風機の回転数を制御するので、所
要の室内顕熱比ＳＨＦ可変運転が可能となり、温度も湿
度も目標設定値に近づけることが可能となり、快適性が
向上できる。

【００５６】また、室内機に第１の室内熱交換器への配
管温度を検出する第１の室内熱交換器配管温度センサー
と、第２の室内熱交換器への配管温度を検出する第２の
室内熱交換器配管温度センサーとを備え、温湿度検出手
段による温湿度、第１の室内熱交換器配管温度センサー
による第１の室内熱交換器への配管温度、第２の室内熱
交換器配管温度センサーによる第２の室内熱交換器への
配管温度により定まる顕熱比と温湿度設定手段による温
湿度設定値により定まる顕熱比設定値との差に基づいて
室外熱交換器用送風機回転数可変手段により室外熱交換
器用送風機の回転数を制御するので、除湿運転中の顕熱
比ＳＨＦが検知でき、所望のＳＨＦに対し、室外熱交換
器用送風機回転数を上げるか下げるか判断でき、これに
よって、目的とするＳＨＦを実現可能となり、温湿度共
快適となる。

【００５７】また、温湿度設定値に対する室内温湿度の
変動範囲を複数のゾーンに分け、温湿度設定値と室内温
湿度の差が小さくなるように室外熱交換器用送風機の回
転数を制御し、室内温湿度を制御目標ゾーン内に設定す
るので、所要の室内ＳＨＦ可変運転ができ、温度と湿度
の両目標値に近づけることが可能となり、快適性が向上
する。

【００５８】また、室外熱交換器用送風機回転数可変手
段による室外熱交換器用送風機の回転数制御は、室外機
の電子部品を冷却する所定の回転数以上にするので、室
外機にある電子機器の冷却が実行でき、電子機器の性能
劣化を防止できる。

【００５９】また、圧縮機から吐出された冷媒を第１の
室内熱交換器へ流入させる吐出バイパス弁を有するバイ
パス回路を備えたので、暖房ぎみ除湿を可能とし、室内
気温が低い条件においても快適な室内温湿度環境を実現
することができる。

【００６０】また、第２室内熱交換器配管温度センサー
により検出される第２の室内熱交換器への配管温度によ
る冷凍サイクル蒸発温度の設定値を、顕熱比を低減する
所定の温度以上にするので、顕熱比の低減を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す空気調和装置
の冷媒回路図である。

【図２】この発明の実施の形態１を示す空気調和装置
の空気線図上の動作点を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態２を示す空気調和装置
の冷媒回路図である。

【図４】この発明の実施の形態２を示す空気調和装置
の再熱除湿運転を示すモリエル線図である。

【図５】この発明の実施の形態２を示す空気調和装置
の再熱除湿運転モード時の室内空気の状態を示す空気線
図である。

【図６】この発明の実施の形態２を示す空気調和装置
の室外熱交換器用送風機回転数に対する凝縮温度特性を
示す図である。

【図７】この発明の実施の形態２を示す空気調和装置
のＳＨＦを変化させる原理図である。

【図８】この発明の実施の形態２を示す空気調和装置
の制御フローチャートである。

【図９】この発明の実施の形態３を示す空気調和装置
の冷媒回路図である。

【図１０】この発明の実施の形態３を示す空気調和装
置の吐出バイパス再熱除湿運転を示すモリエル線図であ
る。

【図１１】この発明の実施の形態４を示す空気調和装
置の空気線図上の運転ゾーン分布を示す図である。

【図１２】この発明の実施の形態４を示す空気調和装
置のゾーン別運転モード判定方法のフロチャートであ
る。

【符号の説明】

１圧縮機、２インバーター、３室外マイコ
ン、４四方弁、５室外熱交換器、６室外熱交
換器用送風機、７室外機熱交換器用送風機モータ
ー、８室外絞り機構、９室外機、１０室内
熱交換器、１１室内熱交換器用送風機、１２室内
マイコン、１３リモコン、１４室内機、１５
室内吸込空気温度センサー、１６室内吸込空気湿度
センサー、１７設定温度、１８設定湿度、１
９第１室内熱交換器配管温度センサー、２０第２
室内熱交換器配管温度センサー、２１再熱除湿用電
磁弁、２２室内絞り機構、２３第２室内熱交換
器、２４第１室内熱交換器、２５吐出バイパス
弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機を備え冷凍サイクルを形成し、前記
圧縮機の回転速度を空気調和負荷に応じて変化させる空
気調和装置において、室内空気の湿球温度を検出する湿球温度検出手段と、室内空気の湿球温度を設定する湿球温度設定手段とを備
え、前記湿球温度検出手段による湿球温度と前記湿球温度設
定手段による湿球温度設定値の差に基づいて前記圧縮機
の回転速度を制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】前記湿球温度検出手段による室内湿球温度
と前記湿球温度設定手段による湿球設定値との差の変動
範囲を複数のゾーンに分け、同一ゾーン内での運転時間
が所定値を超えた時、室内湿球温度と湿球設定値との差
を小さくさせる回転速度に変えて前記圧縮機を運転し、
室内湿球温度を制御目標ゾーン内に制御することを特徴
とする請求項1記載の空気調和装置。
【請求項３】前記湿球温度検出手段は、室内空気の温度を検出する温度センサーと、室内空気の湿度を検出する湿度センサーとを備えたこと
を特徴とする請求項1又は請求項２記載の空気調和装
置。
【請求項４】前記湿球温度設定手段は、室内空気の温度値を設定する温度設定手段と、室内空気の湿度値を設定する湿度設定手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載
の空気調和装置。
【請求項５】圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外熱交
換器用送風機、室外熱交換器用送風機の回転数を可変す
る室外熱交換器用送風機回転数可変手段、室外絞り機構
を有する室外機と、第１の室内熱交換器、第２の室内熱交換器、第１の室内
熱交換器と第２の室内熱交換器の間に設けられた室内絞
り機構および再熱除湿用電磁弁、室内の温湿度を検出す
る温湿度検出手段、室内の温湿度を設定する温湿度設定
手段を有する室内機とを備え、前記圧縮機から吐出される冷媒を四方弁、室外熱交換
器、室外絞り機構、第１の室内熱交換器、第２の室内熱
交換器を通じて流す空気調和装置であって、前記温湿度検出手段により検出された温湿度と前記温湿
度設定手段により検出された温湿度設定値の差に基づい
て前記室外熱交換器用送風機回転数可変手段により前記
室外熱交換器用送風機の回転数を制御することを特徴と
する空気調和装置。
【請求項６】前記室内機に前記第１の室内熱交換器への
配管温度を検出する第１の室内熱交換器配管温度センサ
ーと、前記第２の室内熱交換器への配管温度を検出する
第２の室内熱交換器配管温度センサーとを備え、前記温湿度検出手段による温湿度、前記第１の室内熱交
換器配管温度センサーによる前記第１の室内熱交換器へ
の配管温度、前記第２の室内熱交換器配管温度センサー
による前記第２の室内熱交換器への配管温度により定ま
る顕熱比と前記温湿度設定手段による温湿度設定値によ
り定まる顕熱比設定値との差に基づいて前記室外熱交換
器用送風機回転数可変手段により前記室外熱交換器用送
風機の回転数を制御することを特徴とする請求項５記載
の空気調和装置。
【請求項７】温湿度設定値に対する室内温湿度の変動範
囲を複数のゾーンに分け、温湿度設定値と室内温湿度の
差が小さくなるように前記室外熱交換器用送風機の回転
数を制御し、室内温湿度を制御目標ゾーン内に設定する
ことを特徴とする請求項５記載の空気調和装置。
【請求項８】前記室外熱交換器用送風機回転数可変手段
による前記室外熱交換器用送風機の回転数制御は、室外
機の電子部品を冷却する所定の回転数以上にすることを
特徴とする請求項５又は請求項６又は請求項７記載の空
気調和装置。
【請求項９】前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第１
の室内熱交換器へ流入させる吐出バイパス弁を有するバ
イパス回路を備えたことを特徴とする請求項５又は請求
項６又は請求項７又は請求項８記載の空気調和装置。
【請求項１０】前記第２室内熱交換器配管温度センサー
により検出される前記第２の室内熱交換器への配管温度
による冷凍サイクル蒸発温度の設定値を、顕熱比を低減
する所定の温度以上にすることを特徴とする請求項５又
は請求項６又は請求項８又は請求項９記載の空気調和装
置。