JP2003028536A

JP2003028536A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2003028536A
Application number: JP2001217518A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Takato; 亮一高藤; Hiroo Nakamura; 啓夫中村; Masayuki Nonaka; 正之野中; Atsushi Otsuka; 厚大塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: JP4483141B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和機において、低外気温度で吹き出し温
度低下のない暖房サイクル除湿運転を行うに際し、温
度、湿度の制御方法を確立することを目的とする。。【解決手段】室内熱交換器を除湿運転時に使用する除湿
用絞り装置介して二分割し、室内ファン、圧縮機、室外
ファンまたは除湿用絞り装置を能力制御可能なものと
し、暖房サイクル除湿運転時、室外ファンの回転数を変
化させることで除湿能力を、圧縮機の回転数を変化させ
ることで、室内機の吹き出し温度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルの凝
縮熱で室内空気を加熱する除湿運転が可能な空気調和機
の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サイクル再熱除湿可能な空気調和
機が特開昭５４-４７３５３公報（文献１）に記載のも
のが知られている。この文献１には、室内熱交換器を冷
却（除湿）部分と加熱部分とに分割し、室外熱交換器を
凝縮器とした冷房サイクルによるいわゆる冷房サイクル
除湿運転に加えて、室外熱交換器を蒸発器とした暖房サ
イクルによるいわゆる暖房サイクル除湿運転も行えるよ
うにし吹き出し空気温度を十分高くできるようにするこ
とが記載されている。

【０００３】なお、この種の空気調和機として特開平１
０-２６４３５公報（文献２）、及び特開平１１-３２５
６３７公報（文献３）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これら文献
には、暖房サイクル除湿運転を具体的な制御手段が示さ
れていない。

【０００５】本発明の目的は、低外気温度においても吹
き出し温度低下の少ない暖房サイクル除湿運転におい
て、室内機の吹き出し空気温度と除湿量を制御する手段
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、圧縮機、室
外熱交換器、第１の絞り装置、除湿運転の時に動作する
第２の絞り装置を介して分割された室内熱交換器を備え
た空気調和機において、前記室外熱交換器が蒸発器とな
る除湿運転時、前記室外熱交換器のファンの風量を制御
することで前記分割された室内熱交換器のうち冷媒流れ
方向後段の室内熱交換器の温度を調節することで達成さ
れる。

【０００７】また上記目的は、圧縮機、室外熱交換器、
第１の絞り装置、除湿運転の時に動作する第２の絞り装
置を介して分割された室内熱交換器を備えた空気調和機
において、前記室外熱交換器が蒸発器となる除湿運転
時、前記圧縮機の回転数を制御することで前記分割され
た室内熱交換器のうち冷媒流れ方向前段の室内熱交換器
の温度を調節することで達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施例に係る空気
調和機の系統図である。

【０００９】図１において、圧縮機１、冷房サイクルと
暖房サイクルを切換える四方弁２、室外熱交換器３、冷
房運転及び暖房運転の時に絞り作用を行う電動膨張弁等
の第１の絞り装置４、除湿運転時に絞り作用を行う第２
の絞り装置(除湿弁ともいう)７及び第２の絞り装置７を
介して二分割された室内熱交換器５，６が冷媒配管によ
って接続されている。圧縮機１、四方弁２、室外熱交換
器３、第１の絞り装置４、室内熱交換器６、第２の絞り
装置７及び室内熱交換器５がこの順に接続されることで
冷凍サイクルが形成される。

【００１０】図示しない室外機には、圧縮機１、四方弁
２、室外熱交換器３、第１の絞り弁４及び室外熱交換器
３に通風する室外ファン８が備えられ、図示しない室内
機には、室内熱交換器５、６、第２の絞り装置７及び室
内熱交換器５、６に通風し空調対象空間(室内)に熱交換
された空気を通風する貫流タイプの室内ファン９が備え
られている。

【００１１】室内温度検出手段１０は、室内熱交換器
５、６の風上側に配置され室内の温度を検出する。室内
湿度検出手段１１は、室内熱交換器５、６の風上側に配
置され室内の湿度を検出する。室外温度検出手段１２
は、室外機に取り付けられ室外の温度(外気温)を検出す
る。

【００１２】圧縮機駆動回路１３は、密閉チャンバ内に
設けられスクロールなどの圧縮要素を駆動する直流ブラ
シレス電動機や誘導電動機等を回転数可変に制御するイ
ンバータ及びインバータのスイッチング制御を行う制御
回路等を備えている。室外ファン駆動回路１４は、室外
ファン８のファンモータをインバータ等により回転数可
変に駆動制御する。室内ファン駆動回路１５は、室内フ
ァン９のファンモータをインバータ等により回転数可変
に駆動制御する。室内制御装置１６は、室内温度検出手
段(室内温度センサ)１０及び室内湿度検出手段(室内湿
度センサ)１１からの検出データ、リモコン２０によっ
て設定された設定温度及び設定湿度等の運転条件、室外
制御装置１７から送出された各種データに基づいて各種
制御指令を生成する。具体的には、室内ファン駆動回路
１５、第２の絞り装置７等を制御する。室外制御装置１
７は、室外温度検出手段(室外温度センサ)１２等からの
信号を取り込み、圧縮機駆動回路１３、室外ファン駆動
回路１４、第１の絞り装置４等の制御を行う。

【００１３】室外制御装置１７と室内制御装置１６とは
互いに通信を行う。そして各温度、湿度検出手段からの
信号や各駆動回路への回転数等の指令は、必要ならば室
外制御装置１７と室内制御装置１６の間で通信が行われ
る。

【００１４】冷房運転時または冷房サイクル除湿運転に
おいては、四方弁２を図１の実線のように切り替え、図
１の実線矢印の方向に冷媒が流れることでサイクルを構
成する。

【００１５】以上のように構成された空気調和機の動作
について説明する。

【００１６】冷房運転時は、圧縮機１で圧縮された高温
高圧のガス冷媒が室外熱交換器３で空気へ放熱すること
で凝縮して液冷媒となり、第１の絞り装置４によって膨
張して室内熱交換器５、６で空気から吸熱することで蒸
発して圧縮機１へ戻る。第２の絞り装置７は、絞り量が
全開状態(流路抵抗が冷媒配管に近い状態)と絞った状態
を選択可能なものであり、冷房運転時には全開にする。
なお、この第２の絞り装置７は、２方弁とオリフィスの
並列回路でもよく、この場合冷房運転時には、２方弁を
全開にする。

【００１７】暖房運転時は、四方弁２を図１の破線の方
向に切り替え、破線の方向に冷媒を流す。このとき圧縮
機１で圧縮されたガス冷媒は、室内熱交換器５、６で空
気へ放熱することで凝縮し、第１の絞り装置４によって
膨張して室外熱交換器３で空気から吸熱することで蒸発
して圧縮機１へ戻る。暖房運転時でも第２の絞り装置７
を全開にする。

【００１８】冷房サイクル除湿運転時は、冷房運転時と
冷媒の流れる方向は同じであるが、第１の絞り装置４を
全開にし、第２の絞り装置７を絞った状態にする。室内
熱交換器５によって冷媒は空気へ放熱することで凝縮す
るので、この室内熱交換器５は加熱器(凝縮器)として動
作し、室内熱交換器６によって冷媒は、空気から吸熱す
ることで蒸発するので、この室内熱交換器６は冷却器
(蒸発器)として動作する。

【００１９】このとき圧縮機１の回転数を変化させるこ
とにより、冷却器として働く室内熱交換器６における冷
媒の蒸発温度を変化させて、潜熱能力(空気中の水分を
液化させる能力)を変化させることができる。したがっ
て室内の湿度は、主として圧縮機１の回転数を変化させ
る(冷媒循環量を変化させる)ことにより制御される。

【００２０】一方、室外ファン８の回転数を変化させる
ことにより、加熱器として働く室内熱交換器５における
加熱能力を変化させることができる。したがって室内の
温度は、主として室外ファン８の回転数を変化させる
(室内熱交換器６に流入する冷媒の温度を変化させる)こ
とにより制御される。

【００２１】このように、加熱と冷却の両方を室内熱交
換器５、６で行うことにより、空気の温度を低下させず
に空気中の水分のみを取り除く等温除湿運転、空気を加
熱しながら水分を取り除く暖房気味除湿運転、空気を冷
やしながら除湿を行う冷房気味除湿運転のいずれの運転
も可能となる。

【００２２】暖房サイクル除湿運転時は、暖房運転時と
冷媒の流れる方向は同じであるが、第１の絞り装置４を
全開にし、第２の絞り装置７を絞った状態にすることに
より、室内熱交換器５によって冷媒は空気へ放熱するこ
とで凝縮するので、この室内熱交換器５は加熱器として
動作する。また、第２の絞り装置７によって膨張した冷
媒は室内熱交換器６に流入し、空気から吸熱することで
蒸発するので、この室内熱交換器６は冷却器として動作
する。

【００２３】このとき室外ファン８の回転数を変化させ
ることにより、冷却器として働く室内熱交換器６におけ
る冷媒の蒸発温度が変化して、潜熱能力を変化させるこ
とができる。この理由を説明する。暖房サイクル除湿運
転において蒸発器となる熱交換器は室外熱交換器３及び
室内熱交換器６である。室外ファン８の回転数の変化は
室外熱交換器３の能力を変化させることを意味する。室
外熱交換器３及び室内熱交換器６の蒸発器としての仕事
量は他の条件が同一条件であれば一定である。ここで室
外ファン８の回転数のみを増加させて室外熱交換器３の
能力を増大させると、室外熱交換器３の仕事量が増加す
る。この増加分室内熱交換器６の仕事量が低下するた
め、潜熱能力(除湿能力)が低下する。したがって室内の
湿度は、主として室外ファン８の回転数を変化させるこ
とにより制御することができる。

【００２４】一方圧縮機１の回転数を変化させることに
より、加熱器として働く室内熱交換器５における加熱能
力を変化させることができる。この理由は、圧縮機の回
転数を増加させることで冷媒循環量が増加し、室内熱交
換器５に流入する高温高圧の冷媒量が増加するためであ
る。したがって室内の温度は、主として圧縮機１の回転
数を変化させることにより制御することができる。この
ように、加熱と冷却の両方を室内熱交換器５、６で行う
ことにより、暖房サイクル除湿運転において、空気の温
度を低下させずに空気中の水分のみを取り除く等温除湿
運転、空気を加熱しながら水分を取り除く暖房気味除湿
運転が可能となる。特に暖房サイクル除湿運転では室外
温度が低下しても、吹き出し温度を高く保つことが出来
るため、低室外温度においても快適性を損なわない。

【００２５】以上、冷房除湿運転及び暖房除湿運転にお
ける温度制御及び湿度制御の基本的な考え方を説明し
た。ところで、暖房除湿運転を行う際には種々の制約条
件があり、この条件下で運転を行わないと各種問題が生
じることが判明した。以下、この点について説明する。

【００２６】図２（ａ）に暖房サイクル除湿運転におけ
る圧縮機回転数と吹き出し空気温度の関係を示す。暖房
サイクル除湿運転において、圧縮機の回転数を増大させ
ることで吹出し空気温度を上昇させることができること
が理解される。図２において室内の温度、湿度は一定と
する。図２（ａ）によれば、圧縮機回転数が低下すると
冷媒循環量が低下するので、加熱能力だけでなく、潜熱
能力も低下する。このため室内熱交換器５の温度が露点
以下にならず除湿運転が設定されているにもかかわらず
除湿しなくなってしまう。したがって、圧縮機回転数の
下限を設定する必要がある。例えば室外ファン回転数３
の下限(室外ファン３が停止した状態であり、この状態
が最も室内熱交換器の仕事量が増加する)を、除湿量が
０となる圧縮機回転数とする。その下限を白丸で示す。
圧縮機回転数が高くなれば加熱能力が高くなるので空気
吹出し温度は上昇する。しかし、圧縮機回転数が低下す
ると室内熱交換器５の冷却能力が低下するので圧縮機回
転数の下限を設けている。しかも、この圧縮回転数の下
限は外気温度によって変化させている。

【００２７】図２（ｂ）は外気温度が変化した場合の圧
縮機回転数の下限を結んだものである。外気温度が高く
なるほど圧縮機回転数の下限が高くなるように設定して
いる。これは、外気温が高いと室温も高くなり、室内熱
交換器５の蒸発温度が高い低圧縮機回転数条件では、室
内熱交換器５の温度が露点以下にならず除湿しないため
である。なお、この外気温度に対応した圧縮機回転数の
下限を、想定される外気温度範囲において、除湿可能な
一定値としてもよい。

【００２８】次に、圧縮機回転数の上限について説明す
る。図１において、熱交換器温度検出手段１８は、暖房
サイクル除湿運転時に加熱器として機能する室内熱交換
器６の温度を検出する。暖房サイクル除湿運転時におけ
る室温と加熱器である室内熱交換器６の温度の関係を図
３（ａ）に示す。図３において外気温度を一定とする。
圧縮機回転数を変化させない条件において室温が高いほ
ど加熱器（室内熱交換器６）温度は高くなり、冷媒の凝
縮量が減少するため凝縮圧力が高くなってしまう。暖房
サイクル除湿運転において凝縮器として動作する熱交換
器は加熱器として作用する室内熱交換器５のみであり、
冷房サイクル除湿運転において凝縮器として動作する熱
交換器は室外熱交換器及び加熱器として作用する室内熱
交換器６である。これらの伝熱管容積を比較すると、明
らかに暖房サイクル除湿運転時における凝縮器のほうが
少ない。このため、暖房サイクル除湿運転の凝縮圧力が
冷房サイクル除湿運転の凝縮圧力よりも上昇しやすい。
この状態は圧縮機の信頼性の点で問題となる。そこで、
加熱器温度に対する圧縮機回転数の上限を設ける必要が
ある。

【００２９】詳細に説明する。加熱器として作用する室
内熱交換器６の凝縮圧力が上昇する要因として２つの要
因が挙げられる。第１は圧縮機回転数であり、第２は室
温（外気温）である。圧縮機回転数が高いほど吹き出し
空気温度は高くなるが、加熱器である室内熱交換器６の
凝縮圧力も上昇するため、圧縮機の信頼性の点からあま
り圧縮機回転数を高くすることができない。さらに、外
気温が高いと、室外熱交換器３の蒸発圧力が増加し、圧
縮機の吸込圧力が増大するので、加熱器である室内熱交
換器５の凝縮圧力も上昇するため、外気温度が高いほど
圧縮機回転数の上限は低下し、加熱能力だけでなく除湿
量も低下してしまう。このため外気温度に対する圧縮機
回転数の上限を設定する必要がある。

【００３０】暖房サイクル除湿運転時に室温（外気温）
が上昇し、加熱器である室内熱交換器６の温度も上昇し
た場合、熱交換器温度検出手段１２より検出された温度
より図３（ｂ）に示す関係から圧縮機回転数が算出さ
れ、室外制御装置１７より圧縮機駆動回路１３へ出力さ
れる。この結果圧縮機回転数は低下し、室内熱交換器６
の温度は一定の温度を保つことが出来る。このことで凝
縮圧力の過上昇を防ぎ室内の温度が高くても信頼性の高
い除湿運転が可能となる。

【００３１】なお、後述するが、暖房サイクル除湿にお
ける圧縮機回転数の上限は必ずしも設ける必要はない。

【００３２】暖房サイクル除湿運転における室外ファン
回転数と除湿量の関係を図４（ａ）に示す。図４におい
て室内の温度、湿度は一定とする。前述したように室外
ファン回転数が高いほど除湿量は少なくなる。その上限
(除湿量が０となる回転数)を白丸で示す。これは、前述
したように、室外熱交換器３と共に蒸発器として作用す
る室内熱交換器６（冷却器）の能力が低下するためであ
る。

【００３３】また、外気温度が低下すると室外熱交換器
の能力が低下するので、室外ファン８の回転数の上限は
増加する。図４（ｂ）に外気温度が変化した場合の室外
ファン回転数の上限を結んだグラフを示した。

【００３４】次に、本実施の形態における暖房サイクル
除湿運転制御のアルゴリズムを図５に基づいて説明す
る。

【００３５】ステップ１０１においてリモコン２０によ
り室温Ｔｓと湿度Ｈｓの目標値が設定されると、ステッ
プ１０２において現在の室温Ｔｒ、湿度Ｈｒ、外気温度
Ｔｏを読み込む。室温は、図１における室内温度検出手
段１０、湿度は室内湿度検出手段１１、外気温度は室外
温度検出手段１２により検出される。

【００３６】ステップ１０３において現在の室外温度Ｔ
ｏが暖房サイクル除湿運転が可能な室外温度の上限Ｔｏ
ｓｅｔ以下であるかどうか判定し、現在の室外温度Ｔｏ
が室外温度上限Ｔｏｓｅｔ以上であれば、冷房サイクル
除湿運転を行うモードに入る。

【００３７】ステップ１０３において現在の室外温度Ｔ
ｏが室外温度上限Ｔｏｓｅｔ以下であれば、ステップ１
０５において現在の室温Ｔｒと設定室温Ｔｓの差ΔＴを
算出し、ステップ１０６において除湿運転を行うか他の
運転を行うか判定する。ここで、除湿運転を行うか否か
の判定は、設定温度の上下一定範囲に入っているか否か
で判定する。この範囲からはずれている場合は、除湿運
転が設定されている場合であっても冷房運転や暖房運転
を行う。このようにした理由は、設定温度から現在の室
温から大きく外れている場合、まず室温を設定温度近傍
にしてから除湿を行うと言う考え方に基づく。ΔＴが大
きい場合、冷房が選択されると湿気もとれ、暖房が選択
されると室内の相対湿度が減少するので、湿度も低下す
る。したがって、その後除湿運転に入ってもある程度湿
度が低下しているので、使用者の要求に適合する。

【００３８】ステップ１０７において除湿運転範囲より
も室温が高い場合は冷房運転を行い、除湿運転範囲より
も室温が低い場合は暖房運転を行う。

【００３９】除湿運転の範囲は、暖房サイクル除湿運転
では吹き出し空気温度を高くできるので、室温が低い場
合については下限を大きくとることができる(例えば設
定温度+２℃〜-５℃)。

【００４０】ステップ１０６において除湿運転の範囲に
ΔＴが入っていると判断されたならば、ステップ１０８
において、外気温度Ｔｏに対応した初期圧縮機回転数Ｎ
ｃｍｉｎおよび初期室外ファン回転数Ｎｆｍｉｎを読み
込む。ここでＮｃｍｉｎは図２（ｂ）に示した圧縮機回
転数の下限で、外気温より図２（ｂ）に示した関係を用
いて算出する。また、Ｎｆｍａｘは図４（ｂ）に示した
室外ファン回転数の上限で、外気温より図４（ｂ）に示
した関係を用いて算出する。

【００４１】ステップ１０９においては、設定温度Ｔｓ
と室内温度Ｔｒとの差によって、初期圧縮機回転数Ｎｃ
ｍｉｎを補正して圧縮機回転数Ｎｃを求める。室温上昇
力の最も小さい圧縮機最小回転数に温度偏差に応じた値
を加算して圧縮機１の回転数を決定するという考え方で
ある。設定温度Ｔｓと室内温度Ｔｒとの差が負になった
時は、この値を０として扱う。すなわち、圧縮機は最小
回転数Ｎｃｍｉｎで運転されることとなる。

【００４２】また、設定湿度Ｈｓと室内湿度Ｈｒとの差
によって、初期室外ファン回転数Ｎｆｍａｘを補正して
室外ファン回転数Ｎｆを求める。除湿能力が最も小さい
最大室外ファン回転数から湿度偏差に応じた値を引いて
室外ファン８の回転数を決定するという考え方である。

【００４３】このように圧縮機回転数と室外ファン回転
数を設定することにより、室内の温度と湿度を独立に制
御することができる。

【００４４】圧縮機回転数は除湿運転時における最高回
転数Ｎｃmaxをあらかじめ定め、室外ファン回転数は最
低回転数Ｎｆｍｉｎをあらかじめ定めておいて、ステッ
プ１０９において計算されたＮｃまたはＮｆがそれらを
越えるときには、ステップ１１０において最大値または
最小値を超えないように設定する。

【００４５】圧縮機回転数の上限は、前述したように外
気温が高い時は小さく、外気温が低い時は高くなるよう
に決めている。

【００４６】ステップ１１１において圧縮機回転数Ｎｃ
と室外ファン回転数Ｎｆとをそれぞれの駆動回路に出力
する。最後にステップ１１２のタイマで一定時間経過し
たならば、ステップ１０２の室温、湿度、外気温度の読
み込みに戻って以下のステップを繰り返す。

【００４７】なお、図３に示した室内熱交換器５の温度
に応じて圧縮機回転数の上限を設定する制御を保護機能
として組み込むことも可能であるが、暖房サイクル除湿
運転は、室内熱交換器５の凝縮能力を十分に取ることが
できる温度帯（外気温が低い場合のみ）で行うことをス
テップ１０３において設定されるので、外気温に対する
圧縮機回転数の最大値を設定（ステップ１１０）してお
くことで十分である。すなわち、外気温が高い時は暖房
サイクル除湿ではなく冷房サイクル除湿が設定されるこ
とで、上記保護機能を必ずしも組み込む必要はない。

【００４８】また、本図では省略したが、ステップ１０
４以降にもステップ１０５以降のステップと同様のステ
ップが存在し、△Ｔが除湿運転可能な範囲かどうかを判
定することによって、冷房または暖房運転が実行され
る。

【００４９】本実施の形態の制御により、使用者の好み
に応じて湿度と温度の設定ができ、快適性の面で優れて
いる。

【００５０】本発明の第２の実施の形態の空気調和機に
ついて説明する。本実施の形態における空気調和機の構
成は、第１の実施の形態で示した図１において第２の絞
り装置７を絞り量可変にしたもので、それ以外の構成は
第１の実施の形態と同様である。

【００５１】このような構成にすることにより暖房サイ
クル除湿運転時は、暖房運転時と冷媒の流れる方向は同
じであるが、第１の絞り装置４を全開にし、第２の絞り
装置７を絞った状態にすることにより、室内熱交換器５
は冷媒が蒸発して空気から吸熱する冷却器となり、室内
熱交換器６は冷媒が凝縮して空気へ放熱する加熱器とな
る。このとき第２の絞り装置７の絞り量を変化させるこ
とにより、冷却器として働く室内熱交換器６における冷
媒の蒸発温度が変化して、潜熱能力を変化させることが
できる。したがって室内の湿度は、主として第２の絞り
装置７の絞り量を変化させることにより制御される。一
方圧縮機１の回転数を変化させることにより、加熱器と
して働く室内熱交換器５における加熱能力を変化させる
ことができる。したがって室内の温度は、主として圧縮
機１の回転数を変化させることにより制御される。

【００５２】このように、加熱と冷却の両方を室内熱交
換器５、６で行うことにより、暖房サイクル除湿運転に
おいて、空気の温度を低下させずに空気中の水分のみを
取り除く等温除湿運転、空気を加熱しながら水分を取り
除く暖房気味除湿運転が可能となる。特に暖房サイクル
除湿運転では室外温度が低下しても、吹き出し温度を高
く保つことが出来るため、低室外温度においても快適性
を損なわない。

【００５３】暖房サイクル除湿運転における第２の絞り
装置７の絞り量と除湿量の関係を図６（ａ）に示す。図
６において室内の温度、湿度は一定とする。第２の絞り
装置７の絞り量が大きいほど除湿量は多くなることが理
解される。しかし、第２の絞り装置７の絞り量を増加さ
せる（絞る）と、吹き出し空気温度も高くなり加熱器で
ある室内熱交換器６の凝縮圧力も上昇するため、圧縮機
の信頼性の点からあまり絞り装置７の絞り量を大きくす
ることができない。したがってその上限を設ける必要が
ある。この上限を白丸で示す。図６（ｂ）は外気温度が
変化した場合の絞り装置７の絞り量の上限を結んだもの
である。前述したように、外気温度が高くなると室内熱
交換器５の凝縮圧力が上昇するので、外気温度が高いほ
ど第２の絞り装置７の絞り量の上限が小さくなるように
設定した。

【００５４】本実施の形態による暖房サイクル除湿運転
制御のアルゴリズムを図７に示す。図７においてステッ
プ２０８、ステップ２０９、ステップ２１０以外の動作
は、第１の実施の形態と同様である。ステップ２０８に
おいて外気温度Ｔｏに対応した初期圧縮機回転数Ｎｃｍ
ｉｎおよび第２の絞り装置７の初期絞り量Ｎｅｍｉｎを
読み込む。初期圧縮機回転数Ｎｃｍｉｎは第１の実施の
形態と同様であり、初期絞り量Ｎｅｍｉｎは、絞り量を
０とした値（全開）である。

【００５５】ステップ２０９においては、設定湿度Ｈｒ
と室内湿度Ｈｓとの差に応じた値を補正値として、第２
の絞り装置７の初期絞り量Ｎｅｍｉｎを補正して絞り量
Ｎｅを求める。、圧縮機回転数Ｎｃは第１の実施の形態
と同様に補正し求める。このように圧縮機回転数と第２
の絞り装置７の絞り量を設定することにより、室内の温
度と湿度を独立に制御することができる。

【００５６】圧縮機回転数は除湿運転時における最高回
転数Ｎｃmaxをあらかじめ定め、第２の絞り装置７の絞
り量は、図６（ｂ）に示した絞り量の上限である最大絞
り量Ｎｅｍａｘとし、ステップ２０９において計算され
たＮｃまたはＮｅがそれらを越えるときには、ステップ
２１０において最大値を超えないように設定する。ステ
ップ２１１において圧縮機回転数Ｎｃと第２の絞り装置
７の絞り量Ｎｅとをそれぞれの駆動回路に出力する。そ
の後の動作は第１の実施の形態と同様である。

【００５７】本実施の形態による制御により、使用者の
好みに応じて湿度と温度の設定ができる。

【００５８】さらに第３の実施の形態の空気調和機につ
いて説明する。

【００５９】本実施の形態における空気調和機の構成を
図８に示す。図８は、第１の実施の形態で示した図１に
おいて第２の絞り装置７を示すものである。図８の絞り
部３１、３２は絞り量が全開と絞った状態を制御できる
もので、冷房運転時と暖房運転時は全開の状態に制御さ
れる。また３３は逆止弁である。

【００６０】暖房サイクル除湿運転において、冷媒が空
気から吸熱する蒸発器は、室内熱交換器６および室外熱
交換器であり、冷房サイクル除湿運転に比べ蒸発器が大
きい。したがって、冷却器である室内熱交換器６の潜熱
能力を確保するためには、第２の絞り装置７の絞り量を
冷房サイクル除湿運転時よりも大きくする必要がある。

【００６１】冷房サイクル除湿運転時は冷媒は図８の実
線の方向に流れ、逆止弁３３の作用により絞り部３１の
みを通る。また暖房サイクル除湿運転時は冷媒は破線の
方向に流れ、逆止弁３３は作用しないので絞り部３１、
３２を通る。

【００６２】このような構成にすることにより、絞り部
３１、３２の絞り量を適切に設定することで、暖房サイ
クル除湿運転時の第２の除湿弁７の絞り量を冷房サイク
ル除湿運転時よりも大きくすることが出来る。

【００６３】以上より冷房サイクル除湿運転時と暖房サ
イクル除湿運転時で、第２の絞り装置７の絞り量を変え
ることで、室内、室外の広い温度範囲において除湿運転
が可能となる。

【００６４】以上実施の形態から明らかなように、暖房
サイクル除湿運転において圧縮機回転数と室外ファン回
転数を制御することにより、室内の温度と湿度を独立に
制御でき使用者の好みに応じて湿度と温度の設定ができ
る。さらに、暖房サイクル除湿運転時に室温の上昇に応
じて上昇する加熱器となる室内熱交換器の温度により圧
縮機回転数を補正したり、冷房サイクル除湿時と暖房サ
イクル除湿時で第２の絞り装置の絞り量を変えること
で、室内、室外の広い温度範囲において信頼性の高い除
湿運転が可能となる。

【００６５】

【発明の効果】以上本発明によれば、暖房サイクル除湿
運転を具体的な制御手段を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における空気調和機の系統
図。

【図２】（ａ）、（ｂ）ともに本発明の吹き出し空気温
度によって圧縮機回転数を決定する特性図。

【図３】（ａ）、（ｂ）ともに本発明の加熱器温度によ
って圧縮機回転数を決定する特性図。

【図４】（ａ）、（ｂ）ともに本発明の除湿量によって
室外ファン回転数を決定する特性図。

【図５】本発明の第１の実施の形態における除湿運転の
制御アルゴリズムを示すフローチャート。

【図６】（ａ）、（ｂ）ともに本発明の除湿量によって
第２の絞り装置の絞り量を決定する特性図。

【図７】本発明の第２の実施の形態における除湿運転の
制御アルゴリズムを示すフローチャート。

【図８】本発明の第３の実施の形態における第２の絞り
装置の概略図。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…第１
の絞り装置、５、６…室内熱交換器、７…第２の絞り装
置、８…室外ファン、９…室内ファン、１０…室内温度
検出手段、１１…室内湿度検出手段、１２…室外温度検
出手段、１３…圧縮機駆動回路、１４…室外ファン駆動
回路、１５…室内ファン駆動回路、１６…室内制御装
置、１７…室外制御装置、１８…熱交換器温度検出手
段、２０…リモコン、３１、３２…絞り部、３３…逆止
弁。

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 Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２ＸＦ２５Ｂ 1/00 ３０４Ｆ２５Ｂ 1/00 ３０４Ｆ３６１３６１Ｄ３７１３７１Ｂ３８３３８３ (72)発明者野中正之茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者大塚厚栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立栃木テクノロジー内Ｆターム(参考） 3L060 AA05 CC06 DD02 EE02 EE05 EE06 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、室外熱交換器、第１の絞り装置、
除湿運転の時に動作する第２の絞り装置を介して分割さ
れた室内熱交換器を備えた空気調和機において、前記室
外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時、前記室外熱交換
器のファンの風量を制御することで前記分割された室内
熱交換器のうち冷媒流れ方向後段の室内熱交換器の温度
を調節するようにした空気調和機。
【請求項２】圧縮機、室外熱交換器、第１の絞り装置、
除湿運転の時に動作する第２の絞り装置を介して分割さ
れた室内熱交換器を備えた空気調和機において、前記室
外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時、前記圧縮機の回
転数を制御することで前記分割された室内熱交換器のう
ち冷媒流れ方向前段の室内熱交換器の温度を調節するよ
うにした空気調和機。
【請求項３】圧縮機、室外熱交換器、第１の絞り装置、
除湿運転の時に動作する第２の絞り装置を介して分割さ
れた室内熱交換器を備えた空気調和機において、前記室
外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時、前記室外熱交換
器のファンの風量を制御することで前記分割された室内
熱交換器のうち冷媒流れ方向後段の室内熱交換器の温度
を調節するようにし、前記圧縮機の回転数を制御するこ
とで前記分割された室内熱交換器のうち冷媒流れ方向前
段の室内熱交換器の温度を調節するようにした空気調和
機。
【請求項４】圧縮機、室外熱交換器、第１の絞り装置、
除湿運転の時に動作する第２の絞り装置を介して分割さ
れた室内熱交換器を備えた空気調和機において、前記室
外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時は、前記室外熱交
換器のファンの風量を制御することで、前記室外熱交換
器が凝縮器となる除湿運転時は、前記圧縮機の能力を制
御することで、前記分割された室内熱交換器のうち冷媒
流れ方向後段の室内熱交換器の温度を調節するようにし
た空気調和機。
【請求項５】請求項４において、前記第２の絞り装置の
絞り量を、前記室外熱交換器が凝縮器となる除湿運転時
と前記室外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時とで異な
らせるようにした空気調和機。
【請求項６】圧縮機、室外熱交換器、第１の絞り装置、
除湿運転の時に動作する第２の絞り装置を介して分割さ
れた室内熱交換器を備えた空気調和機において、前記室
外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時は、前記圧縮機の
回転数を制御することで、前記室外熱交換器が凝縮器と
なる除湿運転時は、前記室外熱交換器のファンの風量を
制御することで、前記分割された室内熱交換器のうち冷
媒流れ方向前段の室内熱交換器の温度を調節するように
した空気調和機。
【請求項７】請求項６において、前記第２の絞り装置の
絞り量を、前記室外熱交換器が凝縮器となる除湿運転時
と前記室外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時とで異な
らせるようにした空気調和機。
【請求項８】圧縮機、室外熱交換器、第１の絞り装置、
除湿運転の時に動作する第２の絞り装置を介して分割さ
れた室内熱交換器を備えた空気調和機において、前記室
外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時は、前記室外熱交
換器のファンの風量を制御することで、前記室外熱交換
器が凝縮器となる除湿運転時は、前記圧縮機の能力を制
御することで、前記分割された室内熱交換器のうち冷媒
流れ方向後段の室内熱交換器の温度を調節するように
し、前記室外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時は、前
記圧縮機の回転数を制御することで、前記室外熱交換器
が凝縮器となる除湿運転時は、前記室外熱交換器のファ
ンの風量を制御することで、前記分割された室内熱交換
器のうち冷媒流れ方向前段の室内熱交換器の温度を調節
するようにした空気調和機。
【請求項９】請求項８において、前記第２の絞り装置の
絞り量を、前記室外熱交換器が凝縮器となる除湿運転時
と前記室外熱交換器が蒸発器となる除湿運転時とで異な
らせるようにした空気調和機。