JP2020125855A

JP2020125855A - 空気調和機

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Publication number: JP2020125855A
Application number: JP2019016862A
Authority: JP
Inventors: 純也米田; Junya Yoneda; 隼人布; Hayato Nuno; 顕木下; Akira Kinoshita; 貴裕仲田; Takahiro Nakata; 伊藤　裕; Yutaka Ito; 裕伊藤; 照男西田; Teruo Nishida
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-08-20

Abstract

【課題】湿度戻りを抑制できる空気調和機を提案する。【解決手段】空気調和機は、圧縮機(２１)、室外熱交換器(２３)、膨張機構(２４)、室内熱交換器(１１)および上記室内熱交換器(１１)の冷媒経路の途中に設けられた制御弁(１３)を有する冷媒回路(ＲＣ１)と、冷媒回路(ＲＣ１,ＲＣ２,ＲＣ３)を制御する制御装置と、室内熱交換器(１１)の冷媒経路の途中に設けられた制御弁(１３)とを備え、室内熱交換器(１１)の一部を蒸発域にする一方、室内熱交換器(１１)の残りの部分を過熱域にする第１除湿運転と、室内熱交換器(１１)において制御弁(１３)よりも上流側を凝縮域とする一方、室内熱交換器(１１)において制御弁(１３)よりも下流側を蒸発域とする第２除湿運転を行う。空気調和機は、第２除湿運転時に室内熱交換器(１１)の制御弁(１３)よりも下流側部分の少なくとも一部が、第１除湿運転時の蒸発域となる。【選択図】図１

Description

本開示は、空気調和機に関する。

従来、空気調和機としては、冷房運転モードとして過絞り冷房モードと冷房時再熱ドライモードとを行うものがある(例えば、特開２００４−１０８６１８号公報(特許文献１)参照)。

上記空気調和機では、第１の室内熱交換器と第２の室内熱交換器との間に膨張弁が設けられており、冷房運転モードにおいて、膨張弁を開いた状態で冷房サイクル運転をして、室外熱交換器を凝縮器とすると共に、第１の室内熱交換器を蒸発器として第２の室内熱交換器をガス領域とする。また、上記空気調和機では、冷房時再熱ドライモードにおいて、膨張弁を絞った状態で冷房サイクル運転をして、室外熱交換器および第１の室内熱交換器を凝縮器とすると共に、第２の室内熱交換器を蒸発域とする。

特開２００４−１０８６１８号公報

上記従来の空気調和機は、冷房運転モードから冷房時再熱ドライモードに切り替えると、冷房運転モードで水滴が付着した第１の室内熱交換器を、次の冷房時再熱ドライモードで凝縮域となるため、第１の室内熱交換器の付着水が蒸発して室内に戻り、室内湿度が上昇するいわゆる湿度戻りが生じるという問題がある。

本開示では、湿度戻りを抑制できる空気調和機を提案する。

本開示の空気調和機は、
圧縮機、室外熱交換器、膨張機構、室内熱交換器および上記室内熱交換器の冷媒経路の途中に設けられた制御弁を有する冷媒回路と、上記冷媒回路を制御する制御装置とを備え、上記室内熱交換器の一部を蒸発域にする一方、上記室内熱交換器の残りの部分を過熱域にする第１除湿運転と、上記室内熱交換器において上記制御弁よりも上流側を凝縮域とする一方、上記室内熱交換器において上記制御弁よりも下流側を蒸発域とする第２除湿運転を行う空気調和機であって、
上記第２除湿運転時に上記室内熱交換器の上記制御弁よりも下流側部分の少なくとも一部が、上記第１除湿運転時の蒸発域となることを特徴とする。

本開示によれば、第１除湿運転から第２除湿運転に切り替わっても、室内熱交換器の制御弁よりも下流側部分の少なくとも一部が、第１除湿運転時の蒸発域となるので、第１除湿運転で室内熱交換器の蒸発域に付着した水滴が、次の第２除湿運転で蒸発して室内に戻るのを抑え、湿度戻りを抑制することができる。

また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記第１除湿運転時における上記室内熱交換器内の冷媒流れに対して、上記第２除湿運転時の上記室内熱交換器内の冷媒流れを逆方向に切り換える冷媒切換部を備える。

本開示によれば、冷媒切換部により、第１除湿運転時における室内熱交換器内の冷媒流れに対して、第２除湿運転時の室内熱交換器内の冷媒流れを逆方向に切り換えることによって、第２除湿運転時に室内熱交換器の制御弁よりも下流側部分の少なくとも一部が、第１除湿運転時の蒸発域となるようにできる。

また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記第１除湿運転時および上記第２除湿運転時において、上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記膨張機構および上記室内熱交換器の順に冷媒が循環すると共に、
上記室内熱交換器は、上記第１除湿運転において冷媒が流入する第１ポートと、上記第１除湿運転において上記室内熱交換器から冷媒が流出する第２ポートとを有し、
上記冷媒切換部は、上記第２除湿運転において上記室内熱交換器の上記第２ポートから冷媒が流入して上記室内熱交換器の上記第１ポートに冷媒が流出するように、上記室内熱交換器の上記第１,第２ポートに対する冷媒流れの方向を切り換える。

本開示によれば、第１除湿運転において室内熱交換器の第１ポートから冷媒が流入して第２ポートに冷媒が流出するか、または、第２除湿運転において室内熱交換器の第２ポートから冷媒が流入して第１ポートに冷媒が流出するかを、冷媒切換部によって切り換えるので、第１除湿運転および第２除湿運転のいずれにおいても、上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記膨張機構および上記室内熱交換器の順に冷媒が循環する冷房サイクルの運転で、第２除湿運転時に室内熱交換器の制御弁よりも下流側部分の少なくとも一部が第１除湿運転時の蒸発域となるようにできる。

また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記冷媒切換部は、上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記膨張機構および上記室内熱交換器の順に冷媒が循環するかまたは上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記膨張機構および上記室外熱交換器の順に冷媒が循環するかを切り換え、
上記制御装置は、上記冷媒切換部を制御して、上記第１除湿運転時に上記圧縮機、上記室外熱交換器、上記膨張機構および上記室内熱交換器の順に冷媒が循環するようにする一方、上記第２除湿運転時に上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記膨張機構および上記室外熱交換器の順に冷媒が循環するようにして、上記第１除湿運転時における上記室内熱交換器内の冷媒流れに対して、上記第２除湿運転時の上記室内熱交換器内の冷媒流れを逆方向にする。

本開示によれば、制御装置により冷媒切換部にて、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構および室内熱交換器の順に冷媒が循環する冷房サイクルによる第１除湿運転を行うか、または、圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が循環する暖房サイクルによる第２除湿運転を行うかを切り換えるので、冷房サイクルと暖房サイクルの切り換えにより、第２除湿運転時に室内熱交換器の制御弁よりも下流側部分の少なくとも一部が第１除湿運転時の蒸発域となるようにできる。

また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記冷媒回路は、上記圧縮機、上記室内熱交換器、上記膨張機構および上記室外熱交換器の順に冷媒が循環する上記第２除湿運転において余剰冷媒を貯めるレシーバーを有する。

本開示によれば、圧縮機、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器の順に冷媒が循環する暖房サイクルによる第２除湿運転においてレシーバーにより余剰冷媒を貯めるので、冷媒回路内の冷媒流れを阻害することなく循環冷媒量を少なくできる。

本開示の第１実施形態の空気調和機の冷媒回路の回路図である。第１実施形態の空気調和機の制御ブロック図である。第１実施形態の空気調和機の冷房運転を説明するための模式図である。第１実施形態の空気調和機の除湿運転を説明するための模式図である。第１実施形態の空気調和機の再熱除湿運転時の冷媒回路の回路図である。第１実施形態の空気調和機の再熱除湿運転を説明するための模式図である。本開示の第２実施形態の空気調和機の冷媒回路の回路図である。第２実施形態の空気調和機再熱除湿運転時の冷媒回路の回路図である。本開示の第３実施形態の空気調和機の冷媒回路の回路図である。第３実施形態の空気調和機の除湿運転を説明するための模式図である。第３実施形態の空気調和機の再熱除湿運転時の冷媒回路の回路図である。第３実施形態の空気調和機の再熱除湿運転を説明するための模式図である。

以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。

〔第１実施形態〕
図１は、本開示の第１実施形態の空気調和機が備える冷媒回路ＲＣ１の回路図である。

第１実施形態の空気調和機は、図１に示すように、空調対象である室内に設置される室内機１と、室外に設置される室外機２とを備える。

＜室内機１の構成＞
上記空気調和機の室内機１は、例えば、室内の壁面に取り付けられる壁掛け式の室内ユニットである。この室内機１は、室内熱交換器１１と、この室内熱交換器１１に空気を送る室内ファン１２と、室内熱交換器１１の温度を検出する室内熱交換器温度センサ５１と、室内温度を検出する室内温度センサ５２と、室内湿度を検出する室内湿度センサ５３とを有する。

室内熱交換器１１は、室内ファン１２による空気流に関して、室内ファン１２よりも上流側に位置している。この室内熱交換器１１は、室内ファン１２からの空気と冷媒との熱交換を行うために、室内側に位置する第１熱交換部１１ａと、室内側とは反対側に位置する第２熱交換部１１ｂと、制御弁の一例としての電磁弁１３とを有する。

第１熱交換部１１ａの一端(第１ポートＰ１)に冷媒配管Ｌ５(連絡配管)の一端が接続されている。第１熱交換部１１ａの他端に冷媒配管Ｌ６を介して第２熱交換部１１ｂの一端が接続されている。冷媒配管Ｌ６に電磁弁１３を配設している。第２熱交換部１１ｂの他端(第２ポートＰ２)に冷媒配管Ｌ７(連絡配管)の一端が接続されている。

室内ファン１２としては、例えば、クロスフローファンが採用される。このクロスフローファンは、室内熱交換器１１で温度などが調整された空気を室内に向けて吹き出す。

制御弁としての電磁弁１３は、室内熱交換器１１の冷媒経路の途中に設けられている。より詳しく説明すると、電磁弁１３は、第１熱交換部１１ａ側と第２熱交換部１１ｂ側との間に差圧を設定するための弁である。電磁弁１３は、大開度および小開度の２位置のみを取ることが可能なオンオフ弁であり、必要時(例えば、後述する再熱除湿運転時)にオンされ、大開度の位置から小開度の位置に切り替えられる。

＜室外機２の構成＞
上記空気調和機の室外機２は、圧縮機２１と、第１の四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張機構の一例としての膨張弁２４と、第２の四路切換弁２５と、アキュムレータ２６と、室外ファン２７とを有する。第２の四路切換弁２５は、冷媒切換部の一例である。

上記圧縮機２１の吐出側が冷媒配管Ｌ１を介して第１の四路切換弁２２の第１ポート２２ａに接続されている。第１の四路切換弁２２の第２ポート２２ｂが冷媒配管Ｌ２を介して室外熱交換器２３の一端に接続されている。室外熱交換器２３の他端が冷媒配管Ｌ３を介して膨張弁２４の一端に接続され、膨張弁２４の他端が冷媒配管Ｌ４を介して第２の四路切換弁２５の第１ポート２５ａに接続されている。第２の四路切換弁２５の第２ポート２５ｂに冷媒配管Ｌ５(連絡配管)の一端が接続されている。第２の四路切換弁２５の第３ポート２５ｃに冷媒配管Ｌ７(連絡配管)の一端が接続されている。第２の四路切換弁２５の第４ポート２５ｄに第１の四路切換弁２２の第３ポート２２ｃが接続されている。第１の四路切換弁２２の第４ポート２２ｄに、冷媒配管Ｌ９,アキュムレータ２６,冷媒配管Ｌ１０を介して圧縮機２１の吸入側が接続されている。

さらに、室外機２は、室外熱交換器２３の温度を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、外気温度を検出する外気温度センサ５５と、膨張弁２４で減圧された冷媒の温度(蒸発温度)を検出する冷媒温度センサ５６とを有する。

室外熱交換器２３は、室外ファン２７による空気流に関して、室外ファン２７よりも上流側に位置している。室外熱交換器２３内を流れる冷媒は、室外ファン２７からの空気と熱交換する。

膨張弁２４は、互いに異なる３以上の開度に調整可能な例えば電動弁であって、制御装置１００(図２に示す)からの信号に応じて開度が変化する。

＜冷媒回路ＲＣ１の構成＞
また、上記空気調和機の冷媒回路ＲＣ１は、室内熱交換器１１、圧縮機２１、第１の四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４、第２の四路切換弁２５、アキュムレータ２６および冷媒配管Ｌ１〜Ｌ１０から成っている。より詳しく説明すると、室内熱交換器１１、圧縮機２１、第１の四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４、第２の四路切換弁２５およびアキュムレータ２６が、冷媒配管Ｌ１〜Ｌ１０によって流体的に接続されている。これにより、環状の冷媒回路ＲＣ１が構成されている。このような冷媒回路ＲＣ１において、圧縮機２１を駆動することにより冷媒が循環する。

また、図示しないが、上記空気調和機は、リモートコントローラ(以下、「リモコン」と言う。)を備える。ユーザーは、リモコンを操作して、自動運転、冷房運転、暖房運転、除湿運転などを開始させたり、停止させたりすることができる。

図２は、上記空気調和機の制御ブロック図である。

上記空気調和機は、図２に示すように、冷媒回路ＲＣ１を制御する制御装置１００を備える。より詳しく説明すると、制御装置１００は、マイクロコンピュータや入出力回路などからなる。この制御装置１００が、室内熱交換器温度センサ５１、室内温度センサ５２、室内湿度センサ５３、室外熱交換器温度センサ５４、外気温度センサ５５、冷媒温度センサ５６などからの信号に基づいて、圧縮機２１、第１の四路切換弁２２、膨張弁２４、第２の四路切換弁２５、室外ファン２７、室内ファン１２および電磁弁１３などを制御する。

制御装置１００は、室内熱交換器１１の実質的に全部を蒸発域となる冷房運転を制御する冷房運転制御部１００ａと、室内熱交換器１１の一部を蒸発域にする一方、室内熱交換器１１の残りの部分を過熱域にする除湿運転を制御する除湿運転制御部１００ｂと、室内熱交換器１１の一部を凝縮域とする一方、室内熱交換器１１の残りの部分を蒸発域とする再熱除湿運転を制御する再熱除湿運転制御部１００ｃとを有する。この冷房運転制御部１００ａ、除湿運転制御部１００ｂおよび再熱除湿運転制御部１００ｃは、それぞれ、ソフトウェアにより構成されている。なお、上記除湿運転は、第１除湿運転の一例であり、再熱除湿運転は、第２除湿運転の一例である。

上記冷房運転、除湿運転(第１除湿運転)、再熱除湿運転(第２除湿運転)は、室内熱交換器１１の蒸発域の面積が異なる除湿モードの運転である。

［冷房運転］
冷房運転は、図１に示すように、第１の四路切換弁２２を実線の切換え位置に切り換えると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)して、圧縮機２１を起動することで、開始される。

この冷房運転中、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第１の四路切換弁２２を介して室外熱交換器２３に流入する。そして、室外熱交換器２３で凝縮した冷媒は、膨張弁２４で減圧された後、第２の四路切換弁２５を介して室内熱交換器１１の第１ポートＰ１に冷媒が流入し、第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂの順に冷媒が流れて第２ポートＰ２から流出する。この第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂで蒸発した冷媒が第１,第２の四路切換弁２２,２５およびアキュムレータ２６を介して圧縮機２１の吸入側に戻る。

このように、冷媒が冷媒回路ＲＣ１を循環するとき、冷房運転制御部１００ａが、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整すると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)にすることで、図３に示すように、室内熱交換器１１の全部を実質的に蒸発域(図３に示す斜線のハッチングを付した領域)とする。これにより、冷房運転は、室内温度を変化させるための能力である顕熱能力が高くなる。

ここで、室内熱交換器１１の全部を実質的に蒸発域にするとは、室内熱交換器１１の全部を蒸発域にするときだけでなく、所定条件下で室内熱交換器１１において一部を除いた部分だけを蒸発域にするときも含む。この一部(例えば、室内熱交換器１１の全容積の１／３以下の部分)だけが蒸発域とならない所定条件としては、例えば、室内環境などによって、室内熱交換器１１の冷媒出口近傍の部分が過熱域となるときなどがある。

［除湿運転(第１除湿運転)］
除湿運転(第１除湿運転)は、第１の四路切換弁２２を実線の切換え位置に切り換えると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)して、圧縮機２１を起動することで、冷房運転のときと同じ方向に冷媒を流す。このとき、除湿運転制御部１００ｂが、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整することで、室内熱交換器１１の上流側の一部を蒸発域とする一方、室内熱交換器１１の残りの部分を過熱域とする。例えば、除湿運転制御部１００ｂは、図４に示すように、室内熱交換器１１の第１熱交換部１１ａを蒸発域(図４に示す斜線のハッチングを付した領域)にする一方、室内熱交換器１１の第２熱交換部１１ｂを過熱域(図４に示す点のハッチングを付した領域)にする。これにより、除湿運転(第１除湿運転)は、冷房運転よりも顕熱能力が低くなるので、室内の熱負荷が高くも低くもないとき、室温の低下を抑制しつつ、室内の除湿を行える。図４では、第１熱交換部１１ａの全部が蒸発域となるように描かれているが、第１熱交換部１１ａの一部だけを蒸発域にすることも可能である。

また、上記圧縮機２１および膨張弁２４は、除湿運転(第１除湿運転)中、蒸発域の容積が負荷に応じて変化するように制御される。例えば、除湿運転制御部１００ｂは、除湿運転(第１除湿運転)中、蒸発域が所定容積(例えば、室内熱交換器１１の全容積の２／３)以下となるように、圧縮機２１および膨張弁２４を制御する。

［再熱除湿運転(第２除湿運転)］
再熱除湿運転時は、図５に示すように、第２の四路切換弁２５を切り換える。詳しくは、第２の四路切換弁２５の第１ポート２５ａと第３ポート２５ｃとを連通し、第２の四路切換弁２５の第２ポート２５ｂと第４ポート２５ｄとを連通する。再熱除湿運転(第２除湿運転)では、室内熱交換器１１内の冷媒流れを冷房運転,除湿運転(第１除湿運転)とは逆の方向に切り換える。言い換えると、室内熱交換器１１の第２ポートＰ２に冷媒が流入し、第１ポートＰ１から冷媒が流出する。

このとき、再熱除湿運転制御部１００ｃによって、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整すると共に、電磁弁１３をオンして、電磁弁１３を小開度に切り替える。これによって、室内熱交換器１１において電磁弁１３よりも上流側の少なくとも一部を凝縮域にする一方、室内熱交換器１１において電磁弁１３より下流側の少なくとも一部を蒸発域とする。詳しくは、図６に示すように、室内熱交換器１１の第２熱交換部１１ｂを凝縮域(図６に示す格子のハッチングを付した領域)にする一方、室内熱交換器１１の第１熱交換部１１ａを蒸発域(図６に示す斜線のハッチングを付した領域)にする。

これにより、再熱除湿運転(第２除湿運転)は、除湿運転(第１除湿運転)よりも顕熱能力が低くなるので、室内の熱負荷が低いとき、室温の低下を抑制しつつ、室内の除湿を行える。

上記空気調和機において、リモコンの除湿運転のボタンの押下に応じて、冷房運転、除湿運転(第１除湿運転)または再熱除湿運転(第２除湿運転)を開始するようになっている。より詳しく説明すると、除湿運転のボタンが押下されると、制御装置１００は、室内温度や室内湿度などの環境条件に基づいて、冷房運転、除湿運転(第１除湿運転)および再熱除湿運転(第２除湿運転)のうちの１つの除湿モードの運転が選択されて開始する。その後、環境条件の変化に応じて、他の除湿モードの運転に切り替える。

上記構成の空気調和機によれば、除湿運転(第１除湿運転)から再熱除湿運転(第２除湿運転)に切り替わっても、室内熱交換器１１の電磁弁１３(制御弁)よりも下流側部分の少なくとも一部が、除湿運転(第１除湿運転)時の蒸発域となるので、除湿運転(第１除湿運転)で室内熱交換器１１の蒸発域に付着した水滴が、次の再熱除湿運転(第２除湿運転)で蒸発して室内に戻るのを抑え、湿度戻りを抑制することができる。

また、第２の四路切換弁２５(冷媒切換部)により、除湿運転(第１除湿運転)時における室内熱交換器１１内の冷媒流れに対して、再熱除湿運転(第２除湿運転)時の室内熱交換器１１内の冷媒流れを逆方向に切り換えることによって、再熱除湿運転(第２除湿運転)時に室内熱交換器１１の電磁弁１３(制御弁)よりも下流側部分の少なくとも一部が、除湿運転(第１除湿運転)時の蒸発域となるようにできる。

また、上記除湿運転(第１除湿運転)および再熱除湿運転(第２除湿運転)において、冷媒回路ＲＣ１内の冷媒の循環方向が、圧縮機２１、室外熱交換器２３、膨張弁２４および室内熱交換器１１の順に冷媒が循環する冷房サイクルであると共に、除湿運転(第１除湿運転)において室内熱交換器１１の第１ポートＰ１から冷媒が流入して第２ポートＰ２に冷媒が流出するか、または、再熱除湿運転(第２除湿運転)において室内熱交換器１１の第２ポートＰ２から冷媒が流入して第１ポートＰ１に冷媒が流出するかを、第２の四路切換弁２５(冷媒切換部)によって切り換える。これによって、除湿運転(第１除湿運転)および再熱除湿運転(第２除湿運転)のいずれにおいても冷房サイクルの運転で、再熱除湿運転(第２除湿運転)時に室内熱交換器１１の電磁弁１３(制御弁)よりも下流側部分の少なくとも一部が除湿運転(第１除湿運転)時の蒸発域となるようにできる。

〔第２実施形態〕
図７は、本開示の第２実施形態の空気調和機の冷媒回路ＲＣ２の回路図である。この第２実施形態の空気調和機の室外機２０２は、第２の四路切換弁２５がない点を除いて第１実施形態の空気調和機の室外機２と同一の構成をしている。

＜室内機２０１の構成＞
上記空気調和機の室内機２０１は、室内熱交換器１１と、この室内熱交換器１１に空気を送る室内ファン１２と、制御弁の一例としての電磁弁１３と、電磁弁１４と、レシーバー１５と、電磁弁１６と、室内熱交換器１１の温度を検出する室内熱交換器温度センサ５１と、室内温度を検出する室内温度センサ５２と、室内湿度を検出する室内湿度センサ５３とを有する。

室内熱交換器１１は、室内ファン１２による空気流に関して、室内ファン１２よりも上流側に位置している。この室内熱交換器１１は、室内ファン１２からの空気と冷媒との熱交換を行うために、室内側に位置する第１熱交換部１１ａと、室内側とは反対側に位置する第２熱交換部１１ｂとを有する。

第１熱交換部１１ａの一端(第１ポートＰ１)に冷媒配管Ｌ４(連絡配管)の一端が接続されている。第１熱交換部１１ａの他端に冷媒配管Ｌ１１を介して第２熱交換部１１ｂの一端が接続されている。第２熱交換部１１ｂの他端(第２ポートＰ２)に冷媒配管Ｌ８(連絡配管)の一端が接続されている。電磁弁１３は、冷媒配管Ｌ１１に配設されている。電磁弁１４は、冷媒配管Ｌ１１の電磁弁１３よりも第２熱交換部１１ｂ側に配設されている。冷媒配管Ｌ１１の電磁弁１３と電磁弁１４との間に、冷媒配管Ｌ１２を介してレシーバー１５の一端が接続されている。レシーバー１５の他端を、冷媒配管Ｌ１３を介して冷媒配管Ｌ１１の電磁弁１４と第２熱交換部１１ｂとの間に接続している。

＜室外機２０２の構成＞
上記空気調和機の室外機２０２は、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張機構の一例としての膨張弁２４と、アキュムレータ２６と、室外ファン２７とを有する。四路切換弁２２は、冷媒切換部の一例である。

上記圧縮機２１の吐出側が四路切換弁２２の第１ポート２２ａに接続されている。四路切換弁２２の第２ポート２２ｂが冷媒配管Ｌ２を介して室外熱交換器２３の一端に接続されている。室外熱交換器２３の他端が冷媒配管Ｌ３を介して膨張弁２４の一端に接続され、膨張弁２４の他端が冷媒配管Ｌ４(連絡配管)の一端に接続されている。四路切換弁２２の第３ポート２２ｃに冷媒配管Ｌ８(連絡配管)の一端が接続されている。四路切換弁２２の第４ポート２２ｄに、冷媒配管Ｌ９,アキュムレータ２６,冷媒配管Ｌ１０を介して圧縮機２１の吸入側が接続されている。

さらに、室外機２０２は、室外熱交換器２３の温度を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、外気温度を検出する外気温度センサ５５と、膨張弁２４で減圧された冷媒の温度(蒸発温度)を検出する冷媒温度センサ５６とを有する。

＜冷媒回路ＲＣ２の構成＞
また、上記空気調和機の冷媒回路ＲＣ２は、室内熱交換器１１、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４、アキュムレータ２６および冷媒配管Ｌ１〜Ｌ４,Ｌ８〜Ｌ１３から成っている。より詳しく説明すると、室内熱交換器１１、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４およびアキュムレータ２６が、冷媒配管Ｌ１〜Ｌ４,Ｌ８〜Ｌ１３によって流体的に接続されている。これにより、環状の冷媒回路ＲＣ２が構成されている。このような冷媒回路ＲＣ２において、圧縮機２１を駆動することにより冷媒が循環する。

［冷房運転］
冷房運転は、図７に示すように、四路切換弁２２を実線の切換え位置に切り換えると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)し、電磁弁１４をオフ(開)、電磁弁１６をオン(閉)して、圧縮機２１を起動することで、開始される。

この冷房運転中、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第１の四路切換弁２２を介して室外熱交換器２３に流入する。そして、室外熱交換器２３で凝縮した冷媒は、膨張弁２４で減圧された後、第２の四路切換弁２５を介して室内熱交換器１１の第１ポートＰ１に冷媒が流入し、第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂの順に冷媒が流れて第２ポートＰ２から流出する。この第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂで蒸発した冷媒が第１の四路切換弁２２およびアキュムレータ２６を介して圧縮機２１の吸入側に戻る。

［除湿運転(第１除湿運転)］
除湿運転(第１除湿運転)は、第１の四路切換弁２２を実線の切換え位置に切り換えると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)し、電磁弁１４をオフ(開)し、電磁弁１６をオン(閉)して、圧縮機２１を起動することで、冷房運転のときと同じ方向に冷媒を流す。

このとき、除湿運転制御部１００ｂが、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整することで、室内熱交換器１１の上流側の一部を蒸発域とする一方、室内熱交換器１１の残りの部分を過熱域とする。例えば、除湿運転制御部１００ｂは、図４と同様、室内熱交換器１１の第１熱交換部１１ａを蒸発域(図４に示す斜線のハッチングを付した領域)にする一方、室内熱交換器１１の第２熱交換部１１ｂを過熱域(図４に示す点のハッチングを付した領域)にする。

［再熱除湿運転(第２除湿運転)］
再熱除湿運転時は、図８に示すように、四路切換弁２２を切り換えると共に、電磁弁１３をオン(小開度)し、電磁弁１４をオン(閉)し、電磁弁１６をオフ(開)して、冷房運転のときと逆の方向に冷媒を流す(圧縮機２１、室内熱交換器１１、膨張弁２４および室外熱交換器２３の順に冷媒が循環する暖房サイクル)。詳しくは、四路切換弁２２の第１ポート２２ａと第３ポート２２ｃとを連通し、四路切換弁２２の第２ポート２２ｂと第４ポート２２ｄとを連通する。再熱除湿運転(第２除湿運転)では、室内熱交換器１１内の冷媒流れを逆方向に切り換える。

このとき、再熱除湿運転制御部１００ｃによって、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整することによって、室内熱交換器１１において電磁弁１３よりも上流側の少なくとも一部を凝縮域にする一方、室内熱交換器１１において電磁弁１３より下流側の少なくとも一部を蒸発域とする。詳しくは、図６と同様、室内熱交換器１１の第２熱交換部１１ｂを凝縮域(図６に示す格子のハッチングを付した領域)にする一方、室内熱交換器１１の第１熱交換部１１ａを蒸発域(図６に示す斜線のハッチングを付した領域)にする。

また、四路切換弁２２(冷媒切換部)は、冷媒回路ＲＣ２内の冷媒の循環方向について冷房サイクルとするかまたは暖房サイクルとするかを切り換え、制御装置１００によって、冷房サイクルによる除湿運転(第１除湿運転)を行うか、または、暖房サイクルによる再熱除湿運転(第２除湿運転)を行うかを、四路切換弁２２(冷媒切換部)により切り換える。この冷房サイクルと暖房サイクルの切り換えにより、再熱除湿運転(第２除湿運転)時に室内熱交換器１１の電磁弁１３(制御弁)よりも下流側部分の少なくとも一部が除湿運転(第１除湿運転)時の蒸発域となるようにできる。

また、暖房サイクルによる再熱除湿運転(第２除湿運転)においてレシーバー１５により余剰冷媒を貯めるので、冷媒回路ＲＣ２内の冷媒流れを阻害することなく循環冷媒量を少なくできる。

〔第３実施形態〕
図９は、本開示の第３実施形態の空気調和機の冷媒回路ＲＣ３の回路図である。この第２実施形態の空気調和機は、室内機３０１を除いて第１実施形態の空気調和機と同一の構成をしており、室外機２の構成については説明を省略する。

＜室内機３０１の構成＞
上記空気調和機の室内機３０１は、室内熱交換器１１と、この室内熱交換器１１に空気を送る室内ファン１２と、制御弁の一例としての電磁弁１３と、室内熱交換器１１の温度を検出する室内熱交換器温度センサ５１と、室内温度を検出する室内温度センサ５２と、室内湿度を検出する室内湿度センサ５３とを有する。

室内熱交換器１１は、室内ファン１２による空気流に関して、室内ファン１２よりも上流側に位置している。この室内熱交換器１１は、室内ファン１２からの空気と冷媒との熱交換を行うために、室内側に位置する第１熱交換部１１ａと、室内側とは反対側に位置する第２熱交換部１１ｂと、第１熱交換部１１ａよりも室内側に位置する補助熱交換部１１ｃとを有する。

補助熱交換部１１ｃは、第１熱交換部１１ａよりも容積が小さい。また、補助熱交換部１１ｃの一端(第１ポートＰ１)に冷媒配管Ｌ５(連絡配管)が接続され、補助熱交換部１１ｃの他端に、冷媒配管Ｌ２１を介して第１熱交換部１１ａの一端が接続されている。電磁弁１３は、冷媒配管Ｌ２１に配設されている。第１熱交換部１１ａの他端に冷媒配管Ｌ２２を介して第２熱交換部１１ｂの一端が接続されている。第２熱交換部１１ｂの他端(第２ポートＰ２)に冷媒配管Ｌ７(連絡配管)の一端が接続されている。

制御弁としての電磁弁１３は、室内熱交換器１１の冷媒経路の途中に設けられている。より詳しく説明すると、電磁弁１３は、補助熱交換部１１ｃ側と第１,第２熱交換部１１ａ,１１ｂ側との間に差圧を設定するための弁である。電磁弁１３は、大開度および小開度の２位置のみを取ることが可能なオンオフ弁であり、必要時(例えば、後述する再熱除湿運転時)にオンされ、大開度の位置から小開度の位置に切り替えられる。

＜冷媒回路ＲＣ３の構成＞
また、上記空気調和機の冷媒回路ＲＣ３は、室内熱交換器１１、圧縮機２１、第１の四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４、第２の四路切換弁２５、アキュムレータ２６および冷媒配管Ｌ１〜Ｌ５,Ｌ７〜Ｌ１０,Ｌ２１,Ｌ２２から成っている。より詳しく説明すると、室内熱交換器１１、圧縮機２１、第１の四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４、第２の四路切換弁２５およびアキュムレータ２６が、冷媒配管Ｌ１〜Ｌ５,Ｌ７〜Ｌ１０,Ｌ２１,Ｌ２２によって流体的に接続されている。これにより、環状の冷媒回路ＲＣ３が構成されている。このような冷媒回路ＲＣ３において、圧縮機２１を駆動することにより冷媒が循環する。

［冷房運転］
冷房運転は、図９に示すように、第１の四路切換弁２２を実線の切換え位置に切り換えると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)して、圧縮機２１を起動することで、開始される。

この冷房運転中、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第１の四路切換弁２２を介して室外熱交換器２３に流入する。そして、室外熱交換器２３で凝縮した冷媒は、膨張弁２４で減圧された後、第２の四路切換弁２５を介して室内熱交換器１１の第１ポートＰ１に冷媒が流入し、補助熱交換部１１ｃと第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂの順に冷媒が流れて第２ポートＰ２から流出する。この第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂおよび補助熱交換部１１ｃで蒸発した冷媒が第１,第２の四路切換弁２２,２５およびアキュムレータ２６を介して圧縮機２１の吸入側に戻る。

このように、冷媒が冷媒回路ＲＣ３を循環するとき、冷房運転制御部１００ａが、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整すると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)にすることで、図３と同様、室内熱交換器１１の全部を実質的に蒸発域(図３に示す斜線のハッチングを付した領域)とする。これにより、冷房運転は、室内温度を変化させるための能力である顕熱能力が高くなる。

［除湿運転(第１除湿運転)］
除湿運転(第１除湿運転)は、第１の四路切換弁２２を実線の切換え位置に切り換えると共に、電磁弁１３をオフ(大開度)して、圧縮機２１を起動することで、冷房運転のときと同じ方向に冷媒を流す。

このとき、除湿運転制御部１００ｂが、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整することで、室内熱交換器１１の上流側の一部を蒸発域とする一方、室内熱交換器１１の残りの部分を過熱域とする。例えば、除湿運転制御部１００ｂは、図１０に示すように、室内熱交換器１１の補助熱交換部１１ｃを蒸発域(図１０に示す斜線のハッチングを付した領域)にする一方、室内熱交換器１１の第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂを過熱域(図１０に示す点のハッチングを付した領域)にする。これにより、除湿運転(第１除湿運転)は、冷房運転よりも顕熱能力が低くなるので、室内の熱負荷が高くも低くもないとき、室温の低下を抑制しつつ、室内の除湿を行える。図１０では、補助熱交換部１１ｃの全部が蒸発域となるように描かれているが、補助熱交換部１１ｃの一部だけを蒸発域にすることも可能である。

［再熱除湿運転(第２除湿運転)］
再熱除湿運転時は、図１１に示すように、第２の四路切換弁２５を切り換える。詳しくは、第２の四路切換弁２５の第１ポート２５ａと第３ポート２５ｃとを連通し、第２の四路切換弁２５の第２ポート２５ｂと第４ポート２５ｄとを連通する。再熱除湿運転(第２除湿運転)では、室内熱交換器１１内の冷媒流れを冷房運転,除湿運転(第１除湿運転)とは逆の方向に切り換える。言い換えると、室内熱交換器１１の第２ポートＰ２に冷媒が流入し、第１ポートＰ１から冷媒が流出する。

このとき、再熱除湿運転制御部１００ｃによって、圧縮機２１の周波数と膨張弁２４の開度とを調整すると共に、電磁弁１３をオンして、電磁弁１３を小開度に切り替える。これにより、室内熱交換器１１において電磁弁１３よりも上流側の少なくとも一部を凝縮域にする一方、室内熱交換器１１において電磁弁１３より下流側の少なくとも一部を蒸発域とする。詳しくは、図１２に示すように、室内熱交換器１１の第１熱交換部１１ａと第２熱交換部１１ｂを凝縮域(図６に示す格子のハッチングを付した領域)にする一方、室内熱交換器１１の補助熱交換部１１ｃを蒸発域(図６に示す斜線のハッチングを付した領域)にする。

上記第３実施形態の空気調和機は、第１実施形態の空気調和機と同様の効果を有する。

上記第１〜第３実施形態では、室内機が１つの空気調和機について説明したが、２以上の室内機を備えたマルチ型空気調和機にこの発明を適用してもよい。

上記第１〜第３実施形態では、壁掛け式の室内機１,２０１,３０１を備えた空気調和機について説明したが、天井埋込型などの室内機を備えた空気調和機にこの発明を適用してもよい。

上記第１〜第３実施形態では、制御弁として電磁弁１３を用いたが、制御弁はこれに限らず、例えば膨張弁などを用いてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、冷媒切換部として第１の四路切換弁２２および第２の四路切換弁２５を用いたが、冷媒切換部はこれに限らず、例えば電磁弁などを組み合わせて冷媒切換部を構成してもよい。

本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。

１,２０１,３０１…室内機
２,２０２…室外機
１１…室内熱交換器
１１ａ…第１熱交換部
１１ｂ…第２熱交換部
１１ｃ…補助熱交換部
１２…室内ファン
１３…電磁弁(制御弁)
２１…圧縮機
２２…第１の四路切換弁(冷媒切換部)
２３…室外熱交換器
２４…膨張弁(膨張機構)
２５…第２の四路切換弁(冷媒切換部)
２６…アキュムレータ
２７…室外ファン
５１…室内熱交換器温度センサ
５２…室内温度センサ
５３…室内湿度センサ
５４…室外熱交換器温度センサ
５５…外気温度センサ
５６…冷媒温度センサ
１００…制御装置
１００ａ…冷房運転制御部
１００ｂ…除湿運転制御部
１００ｃ…再熱除湿運転制御部
Ｌ１〜Ｌ１３,Ｌ２１,Ｌ２２…冷媒配管
Ｐ１…第１ポート
Ｐ２…第２ポート
ＲＣ１,ＲＣ２,ＲＣ３…冷媒回路

Claims

圧縮機(２１)、室外熱交換器(２３)、膨張機構(２４)、室内熱交換器(１１)および上記室内熱交換器(１１)の冷媒経路の途中に設けられた制御弁(１３)を有する冷媒回路(ＲＣ１,ＲＣ２,ＲＣ３)と、上記冷媒回路(ＲＣ１,ＲＣ２,ＲＣ３)を制御する制御装置(１００)とを備え、上記室内熱交換器(１１)の一部を蒸発域にする一方、上記室内熱交換器(１１)の残りの部分を過熱域にする第１除湿運転と、上記室内熱交換器(１１)において上記制御弁(１３)よりも上流側を凝縮域とする一方、上記室内熱交換器(１１)において上記制御弁(１３)よりも下流側を蒸発域とする第２除湿運転を行う空気調和機であって、
上記第２除湿運転時に上記室内熱交換器(１１)の上記制御弁(１３)よりも下流側部分の少なくとも一部が、上記第１除湿運転時の蒸発域となることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
上記第１除湿運転時における上記室内熱交換器(１１)内の冷媒流れに対して、上記第２除湿運転時の上記室内熱交換器(１１)内の冷媒流れを逆方向に切り換える冷媒切換部(２２,２５)を備えることを特徴とする空気調和機。
請求項２に記載の空気調和機において、
上記第１除湿運転時および上記第２除湿運転時において、上記圧縮機(２１)、上記室外熱交換器(２３)、上記膨張機構(２４)および上記室内熱交換器(１１)の順に冷媒が循環すると共に、
上記室内熱交換器(１１)は、上記第１除湿運転において冷媒が流入する第１ポート(Ｐ１)と、上記第１除湿運転において上記室内熱交換器(１１)から冷媒が流出する第２ポート(Ｐ２)とを有し、
上記冷媒切換部(２５)は、上記第２除湿運転において上記室内熱交換器(１１)の上記第２ポート(Ｐ２)から冷媒が流入して上記室内熱交換器(１１)の上記第１ポート(Ｐ１)に冷媒が流出するように、上記室内熱交換器(１１)の上記第１,第２ポート(Ｐ１,Ｐ２)に対する冷媒流れの方向を切り換えることを特徴とする空気調和機。
請求項２に記載の空気調和機において、
上記冷媒切換部(２２)は、上記圧縮機(２１)、上記室外熱交換器(２３)、上記膨張機構(２４)および上記室内熱交換器(１１)の順に冷媒が循環するかまたは上記圧縮機(２１)、上記室内熱交換器(１１)、上記膨張機構(２４)および上記室外熱交換器(２３)の順に冷媒が循環するかを切り換え、
上記制御装置(１００)は、上記冷媒切換部(２２)を制御して、上記第１除湿運転時に上記圧縮機(２１)、上記室外熱交換器(２３)、上記膨張機構(２４)および上記室内熱交換器(１１)の順に冷媒が循環するようにする一方、上記第２除湿運転時に上記圧縮機(２１)、上記室内熱交換器(１１)、上記膨張機構(２４)および上記室外熱交換器(２３)の順に冷媒が循環するようにして、上記第１除湿運転時における上記室内熱交換器(１１)内の冷媒流れに対して、上記第２除湿運転時の上記室内熱交換器(１１)内の冷媒流れを逆方向にすることを特徴とする空気調和機。
請求項４に記載の空気調和機において、
上記冷媒回路(ＲＣ２)は、上記圧縮機(２１)、上記室内熱交換器(１１)、上記膨張機構(２４)および上記室外熱交換器(２３)の順に冷媒が循環する上記第２除湿運転において余剰冷媒を貯めるレシーバー(１５)を有することを特徴とする空気調和機。