JP2002181368A

JP2002181368A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2002181368A
Application number: JP2000379865A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakamura; 康裕中村; Tokuya Asada; 徳哉浅田; Kenji Shirai; 健二白井; Atsushi Takeuchi; 淳竹内; Naoto Fujita; 直人藤田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】除湿性能を向上させるとともに気流感あるい
は冷風感を極力抑えた空気調和機の除湿制御方法を提供
すること。【解決手段】除湿運転時に、室内熱交換器の目標配管
温度と第1室内配管温度検出手段で検出された配管温度
を比較して電動膨張弁もしくは圧縮機の容量を可変する
除湿制御を行う空気調和機において、室内熱交換器に
第２配管温センサを設け、それら二つの配管温度の温度
差に基づいて目標配管温度を可変するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の制御
に関し、除湿運転時の除湿能力を増加させることで、湿
度の低減または湿度の低下時間を短縮するようにした空
気調和機の除湿制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気調和機の除湿運転において
は、室内機に設けられた室温検出手段と湿度検出手段か
ら室内熱交換器の目標配管温度を算出し、室内熱交換器
に設けられた熱交換器配管温度検出手段の温度が目標配
管温度になるよう膨張弁もしくは圧縮機の容量を可変す
ることで吹き出し空気の温度を制御し、室内機の結露を
防止しながら、安定した除湿量を確保するような空気調
和機が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿度を
下げる能力つまり除湿能力を向上させるには熱交換器の
温度を低くする必要があり、目標配管温度になるよう膨
張弁もしくは圧縮機の容量を可変することで制御を行っ
ているため、室内熱交換器での冷媒流量のバランスの悪
化時に膨張弁の絞りすぎ、圧縮機の容量による室内機の
結露を防止できなくなり、冷媒不足時でも目標配管温度
になるよう制御してしまうため結露防止ができず、また
除湿性能が低下してしまうという課題もあった。

【０００４】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、室内熱交換器の温度
状態を把握し、安定した除湿量を確保することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、容量可変型圧縮機と四方弁と室外熱交換
器と減圧器とを有する室外機と、室内熱交換器を有する
室内機とを互いに接続し、前記室内機に設けられた室温
検出手段と湿度検出手段から前記室内熱交換器の温度を
制御するための目標配管温度を設定および記憶する目標
配管温度設定手段と、前記室内熱交換器の中央近辺の配
管温度を検出する第１室内配管温度検出手段と、前記室
内熱交換器の出口側温度を検出する第２室内配管温度検
出手段を少なくとも一つ設け、除湿運転時に前記目標配
管温度と前記第1室内配管温度検出手段で検出された配
管温度を比較して電動膨張弁もしくは圧縮機の容量を可
変する除湿制御を行う空気調和機において、前記第1お
よび第２室内配管温度検出手段で検出された室内配管温
度の差温に基づいて、前記目標配管温度設定値を可変す
るようにしたことを特徴とする。

【０００６】また、本発明は、室内配管温度の差温が、
所定値を超える状態を所定時間継続した場合、目標配管
温度に所定温度を加算して、新たな目標配管温度を再設
定するようにしたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明は、除湿制御中に、室内配管
温度の差温が所定値を超える状態を所定時間継続した場
合、前記除湿制御を停止するようにしたことを特徴とす
る。

【０００８】また、本発明は、除湿制御中に、第１室内
配管温度手段で検出した配管温度が、所定値を超える状
態を所定時間継続した場合、前記除湿制御を停止するよ
うにしたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、除湿制御中に、所定時間
内に前記第１室内配管温度検出手段で検出された配管管
温度が、目標配管温度より所定値低い状態を所定時間継
続した場合、前記除湿制御を停止するようにしたことを
特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１は、本発明にかかる空気調和機の冷凍
サイクルを示しており、室外機２及び室内機４は接続配
管６を介して接続されている。

【００１２】室外機２には、インバータ駆動の容量可変
型圧縮機８（以下、単に圧縮機と称す）と、冷暖房切替
用の四方弁１０と、室外熱交換器１２と、電動膨張弁１
６が設けられる一方、室内機４には、室内熱交換器１８
が設けられている。図中、２０，２２は、室外熱交換器
１２及び室内熱交換器１８に隣接して設けられた室外フ
ァン及び室内ファンをそれぞれ示しており、２４は室内
熱交換器１８の中央付近に設けた第１配管温センサ、２
５は室内熱交換器の出口付近に設けた第２配管温センサ
でその部分での配管温度を検出する。２６は被空調室の
室温を検出する吸込温センサで、２８は被空調室の湿度
を検出する湿度センサである。

【００１３】上記構成の冷凍サイクルにおいて、冷房あ
るいは除湿運転時、圧縮機８から吐出された冷媒は四方
弁１０を介して室外熱交換器１２へと流れ、室外熱交換
器１２で室外空気と熱交換して凝縮液化し、次に電動膨
張弁１６を通過して減圧されるが、電動膨張弁１６は室
内の負荷に見合った開度となるようにステッピングモー
タ等によりパルス制御されるため、冷媒も室内負荷に応
じた流量で低圧となって接続配管６を介して室内機４へ
流入し、室内熱交換器１６で蒸発した後、接続配管６及
び四方弁１０を介して再び圧縮機８に吸入される。

【００１４】次に、除湿運転時における本発明にかかる
制御方法について、説明する。図２は除湿モードにおけ
る制御方法を示しており、まずステップＳ１において、
吸込温センサ２６で検知された室内温度（Ｔｒ）と、ユ
ーザがリモコン等で設定した設定温度（Ｔｓ）との差温
Δｔが計算され、この差温Δｔに基づいて圧縮機周波数
及び膨張弁開度が決定される。ステップＳ２において、
Δｔと所定値ｔ１（例えば＋０．５℃）とを比較し、Δ
ｔがｔ１よりも大きいと判定された場合には、ステップ
Ｓ３において冷房領域としての運転を行い、小さいと判
定された場合には、ステップＳ４に移行する。

【００１５】ステップＳ４では、Δｔと所定値ｔ２（例
えば−０．５℃）とを比較し、Δｔがｔ２よりも大きい
と判定された場合には、ステップＳ５においてドライ領
域１としての運転を行う一方、小さいと判定された場合
には、ステップＳ６に移行する。

【００１６】ステップＳ６では、Δｔと所定値ｔ３（例
えば−２．５℃）とを比較し、Δｔがｔ３よりも大きい
と判定された場合には、ステップＳ７においてドライ領
域２としての運転を行う一方、小さいと判定された場合
には、ステップＳ８において圧縮機８の運転を停止す
る。

【００１７】次のステップＳ９において、圧縮機８の停
止後所定時間ｔ４（例えば約３分）経過したかどうか判
定され、所定時間経過している場合には、ステップＳ１
０において、Δｔとｔ３とを比較し、Δｔがｔ３より大
きい場合には、ステップＳ１１において、圧縮機８を再
び始動する。

【００１８】なお、吸込温度のサンプリングは所定時間
（例えば約１秒）毎に行われており、Δｔをその都度計
算することにより運転条件が決定される。

【００１９】ここで、除湿運転時における冷房領域で
は、通常の冷房運転と同様の運転を行い、ドライ領域１
では、絶対湿度の低下を考慮して、圧縮機を最低周波数
近傍に設定する一方、室内ファン２２の風量は中間風量
あるいはＬｏよりも小さい超微風に設定する。ドライ領
域２では、相対湿度の低下を考慮して、圧縮機の周波数
を設定するとともに、後述するように、運転条件により
無気流感ドライ制御を行う。この無気流感ドライ制御時
の風量は超微風のＯＮ／ＯＦＦ運転となり、例えば約１
５秒間運転後、約１０秒間停止し、さらに約１５秒間運
転するという動作を繰り返す。

【００２０】この無気流感ドライ制御には次のような特
徴がある。

【００２１】（１）居住者に冷風感を与えることなく
（無気流感）、快適性を提供する。

【００２２】（２）熱交換を小さくし、配管温度を低下
して除湿力を向上させる（強力除湿）。

【００２３】（３）冷房能力を極小にし、室内温度の低
下を最小限に抑える（除湿力の継続）。

【００２４】また、この無気流感ドライ制御は、ドライ
領域２で、かつ下記条件を連続で所定時間（例えば２分
間以上）継続した場合に行われる。

【００２５】１、保護制御が動作していない。

【００２６】２、吸込温度が設定未満（例えば３０℃
未満）。

【００２７】３、湿度センサーが設定範囲内（例えば４５
％以上７５％未満）。

【００２８】表１は、その一例として吸込温度、相対湿
度、第１配管温センサー２４での配管温度の条件を示し
ている。

【００２９】

【表１】

【００３０】なお、前記条件を満たさなくなった場合
は、例えば約１５分経過後、前記条件が成立したかどう
かの再判定を行うようにしている。

【００３１】次に、電動膨張弁１６の開度制御の一例に
ついて図３のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、ステップＳ３１において、無気流感ドライ制御条件
が整う（条件成立信号を受信）と、所定時間経過後、ス
テップＳ３２において、第１配管温センサ２４により検
知された配管温度が、目標配管温度Ａに１度加えた値
（Ａ＋１）より大きいかどうかの判定を行う。

【００３２】ここで、目標配管温度Ａは、吸込温センサ
２６により検知された吸込温度と湿度センサ２８により
検知された相対湿度から例えば表２のように基づいて決
定されるいるものである。

【００３３】

【表２】

【００３４】Ｓ３１で、配管温度が（Ａ＋１）より大き
い場合には、ステップＳ３３において電動膨張弁１６を
例えば４パルス閉制御し、ステップＳ３４において弁開
度の判定が行われる。この時、弁開度が設定最小パルス
（例えば６０パルス）より大きい場合にはステップＳ３
２に戻り、設定最小パルスより小さい場合には、ステッ
プＳ３５において設定最小パルスに設定する。

【００３５】一方、ステップＳ３２において、配管温度
が（Ａ＋１）より小さい場合には、ステップＳ３６にお
いて、配管温度が（Ａ−１）より大きいかどうかの判定
が行われ、小さい場合にはステップＳ３７において、電
動膨張弁１６を例えば８パルス開制御し、大きい場合に
は、ステップＳ３８において電動膨張弁１６を現在の開
度にロックする。

【００３６】次に、圧縮機８の周波数制御の一例につい
て図４のフローチャートを参照して説明する。まず、ス
テップＳ４１において、無気流ドライ制御条件の成立信
号を受信した後、所定時間経過すると、ステップＳ４２
において、第１配管温センサ２４により検知された配管
温度が、上述した表２で決定された目標配管温度Ａにお
いて、（Ａ＋１）より大きいかどうかの判定が行われ
る。

【００３７】配管温度が（Ａ＋１）より大きい場合に
は、ステップＳ４３において圧縮機８の周波数を１Ｈｚ
上昇させ、ステップＳ４４において周波数の上昇分が５
Ｈｚより小さいかどうかの判定が行われる。周波数の上
昇分が５Ｈｚより小さい場合には、所定時間（例えば約
３分）経過後ステップＳ４２に戻り、大きい場合にはス
テップＳ４８に移行して圧縮機８を現在の周波数にロッ
クする。

【００３８】一方、ステップＳ４２において、配管温度
が（Ａ＋１）より小さい場合には、ステップＳ４５にお
いて、配管温度が（Ａ−１）より大きいかどうかの判定
が行われ、小さい場合にはステップＳ４６において、圧
縮機８の周波数を１Ｈｚ減少させ、ステップＳ４７に移
行する。ステップＳ４７では、周波数の減少分が５Ｈｚ
より小さいかどうかの判定が行われ、小さい場合には、
所定時間（例えば約３分）経過後ステップＳ４５に戻る
一方、大きい場合にはステップＳ４８において圧縮機８
を現在の周波数にロックする。

【００３９】また、ステップＳ４５において、配管温度
が（Ａ＋１）より大きいと判定された場合にもステップ
４８に移行し、圧縮機８を現在の周波数にロックする。

【００４０】ここで、表２のように決定された目標配管
温度Ａに対して、熱交換器出口近傍に設置された第２配
管温度センサー２５と熱交換器中央近傍に設置された第
１配管温度センサー２４の温度差ΔＴをもちいて、新た
な目標配管温度を（目標配管温度Ａ＋ΔＴ）に補正する
ことで、例えば配管温度センサー２５が配管温度センサ
ー２４より高い場合（熱交換器出口の冷媒がガス化状
態）は現在の目標配管温度よりΔＴ高くなるため電動膨
張弁を開く方向、周波数を下げる方向に制御するため
に、熱交換器出口付近で冷媒がガス化することを防止で
きる。

【００４１】また、配管温度センサー２５が配管温度セ
ンサー２４より低い場合（熱交換器出口の冷媒が液の状
態）は現在の目標配管温度よりΔＴ低くなるため電動膨
張弁を絞る方向、周波数を上げる方向に制御するため
に、熱交換器表面温度を下げることにより除湿性能を向
上させることが出来る。

【００４２】図５は、上述した表２で決定された目標配
管温度Ａに対して、熱交換器の温度差ΔＴが例えば２℃
以上になると目標配管温度Ａに＋１度加算する。これを
一定時間毎（例えば３０分毎）に繰り返し目標配管温度
を上げていく。また温度差ΔＴが１．５°を下回れば、
その目標配管温度を維持することにより、短時間で目標
配管温度が急激に変化することないため、吹き出し廻り
の結露、室内ファンの結露を防止できる。

【００４３】また図６は別の例を示すもので、図５の制
御において、熱交換器の温度差ΔＴが例えば４度差以上
となれば、上述した無気流ドライ制御を即時停止するよ
うな制御を付加したものである。配管温度差が広がった
場合には例えば冷媒不足、吸い込みグリルなどの目づま
りなどが原因と考えられるから、制御を中止することで
本体の結露を防止できる。

【００４４】図７は無気流ドライ制御の解除条件の一例
を示すもので、無気流ドライ制御開始３０分後に、目標
配管温度Ａに対し第２配管温センサの配管温度が１分間
連続して３ｄｅｇ以上差がある場合は、空気調和機本体
が配管温度を制御できない状態であると判断し、即時無
気流ドライ制御を停止するようにしている。このことに
より、一定時間以上無気流ドライ制御させないことで本
体の結露を防止できる。

【００４５】図８は無気流ドライ制御解除の別例で、無
気流ドライ制御開始３０分経過後で、３０分間の間に目
標配管温度Ａに対して熱交換器の温度差ΔＴが、３ｄｅ
ｇ以上の差を２分間以上維持した場合に即時無気流ドラ
イ制御を停止するようにしている。このことにより広い
部屋の場合など負荷変化の小さい状態でも無気流ドライ
制御を行う事ができ、空気調和機本体が配管温度を制御
できない状態ある場合は、即時無気流ドライ制御を停止
する事ができ、本体の結露を防止できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４７】本発明によれば、第1および第２室内配管
温度検出手段で検出された室内配管温度の差温に基づい
て、前記目標配管温度設定値を可変するようにしたこと
により、熱交換器の温度バランスが悪い場合でも除湿性
能を向上すると共に室内機の結露を防止することが出来
る。

【００４８】また、室内熱交換器中央部に配管温度セン
サーを設け、配管温度センサーを室内熱交換器の出口に
設けることで、その温度差が大きいときは冷媒が完全に
ガス化した状態になり、膨張弁を広げ、圧縮機の運転周
波数を下げることにより、室内機本体、ファンの結露、
接続配管の結露を防止することが出来る。

【００４９】さらに、温度差が広がった場合には例えば
冷媒不足、吸い込みグリルなどの目づまりなどが原因と
考えられるから、制御を中止することで本体の結露を防
止できる。

【００５０】また、室内配管温度が低くなったときに配
管温度を上げる時間がかかる場合、除湿制御を停止する
ことにより本体吹き出し廻りの結露を防止する。

【００５１】また、室内配管温度が連続して低くなった
ときに除湿制御を停止させることで冷房運転、除湿運転
のチャタリングを防止し、吹出口廻りの結露を防止する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる空気調和機の冷凍サイクル図

【図２】除湿運転制御を示すフローチャート

【図３】膨張弁の制御を示すフローチャート

【図４】圧縮機周波数の制御を示すフローチャート

【図５】目標配管温度の制御例を示す図

【図６】別の目標配管温度の制御例を示す図

【図７】本発明にかかる除湿制御解除例を示すタイムチ
ャート

【図８】本発明にかかる別の除湿制御解除例を示すタイ
ムチャート

【符号の説明】

２室外機４室内機８圧縮機１０四方弁１２室外熱交換器１４補助絞り１６電動膨張弁１８室内熱交換器２０室外ファン２２室内ファン２４第１配管温センサ２５第２配管温センサ２６吸込温センサ２８湿度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白井健二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者竹内淳大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤田直人大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3L060 AA07 CC02 CC04 CC07 CC18 DD01 DD05 EE02 EE09 3L092 AA03 DA04 EA02 EA15 EA18 FA03 FA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容量可変型圧縮機と四方弁と室外熱交換器
と減圧器とを有する室外機と、室内熱交換器を有する室
内機とを互いに接続し、前記室内機に設けられた室温検出手段と湿度検出手段か
ら前記室内熱交換器の温度を制御するための目標配管温
度を設定および記憶する目標配管温度設定手段と、前記
室内熱交換器の中央近辺の配管温度を検出する第１室内
配管温度検出手段と、前記室内熱交換器の出口側温度を
検出する第２室内配管温度検出手段を少なくとも一つ設
け、除湿運転時に前記目標配管温度と前記第1室内配管温度
検出手段で検出された配管温度を比較して電動膨張弁も
しくは圧縮機の容量を可変する除湿制御を行う空気調和
機において、前記第1および第２室内配管温度検出手段で検出された
室内配管温度の差温に基づいて、前記目標配管温度を可
変するようにしたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】室内配管温度の差温が、所定値を超える状
態を所定時間継続した場合、目標配管温度に所定温度を
加算して、新たな目標配管温度を再設定するようにした
請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】除湿制御中に、室内配管温度の差温が、所
定値を超える状態を所定時間継続した場合、前記除湿制
御を停止するようにした請求項１、２のいずれかに記載
の空気調和機。
【請求項４】除湿制御中に、第１室内配管温度で検出し
た配管温度が、所定値を超える状態を所定時間継続した
場合、前記除湿制御を停止するようにした請求項１〜３
のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項５】除湿制御中に、所定時間内に前記第１室内
配管温度検出手段で検出された配管管温度が、目標配管
温度より所定値低い状態を所定時間継続した場合、前記
除湿制御を停止するようにした請求項１、２のいずれか
に記載の空気調和機。