JP4107304B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

この発明は冷凍サイクルを用いた空気調和機において好適な湿度制御を実現するものである。

従来、湿度センサの検出湿度を適湿範囲及びそれ以外の範囲の少なくとも２段階にわたって報知する空気調和機がある。適湿範囲は室温と設定室温との差に応じて変更され、また適湿範囲を変更するための操作手段を備えている。このような空気調和機として、例えば特開平６−７４５２８号公報が知られている。
特開平６−７４５２８号公報（図１）

従来の空気調和機は湿度の制御より室温の制御の方が優先度が高く、それゆえ冷凍サイクルや冷媒、冷凍機油の選択も冷房運転に適したものであった。
特に、Ｒ２２冷媒は圧力損失が大きいことから、冷媒の流れ方向に対する冷媒の温度変化が大きく、熱交換器の温度を正確に知ることが困難なため、精度のよい情報に基づいて冷凍サイクルを制御し、湿度を正確にコントロールするには不向きであった。
このような空気調和機で湿度設定を多段階に設定可能としても、その設定機能が充分に活かされず、快適性に課題があった。

また、Ｒ４１０Ａ冷媒やＲ３２冷媒のようにＲ２２より圧力の高い冷媒は、高圧状態で長時間運転することが好ましくない。それ故、温度と湿度を細かく制御すると、室温変化に時間を要するようになるため、このような温湿度制御には適さないと考えられていた。

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、多段階に湿度設定を可能にし、しかもその設定湿度が得られ易く、快適性に優れた空気調和機およびその制御方法を得ることを目的とする。

この発明に係る空気調和機は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、室外熱交換器を接続し、Ｒ２２冷媒よりも冷媒の圧力損失が小さい冷媒であるＲ３２冷媒を用いた冷凍サイクルと、室内熱交換器を通過する空気流を発生させる室内ファンと、室外熱交換器を通過する空気流を発生させる室外ファンと、多段階に設定湿度を決定する湿度決定部と、冷房モード時または除湿モード時に前記設定湿度となるよう前記冷凍サイクル、室内送風ファンまたは室外送風ファンを制御する制御部と、前記設定湿度の設定幅を３０〜７０％の範囲内に設定可能とし、前記設定湿度の設定間隔を３０％以下とし、外部から前記設定湿度を入力する入力手段を備え、
前記Ｒ３２冷媒を用いることにより前記Ｒ２２冷媒よりも冷媒流れ方向に対する冷媒温度の変化を小さくし、前記設定湿度に設定可能ものである。

また、前記冷媒との相溶性が低い冷凍機油を用いたものである。

また、設定湿度の設定間隔を１５％以下としたものである。

以上のようにこの発明によれば、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、室外熱交換器を接続し、Ｒ２２冷媒よりも冷媒の圧力損失が小さい冷媒であるＲ３２冷媒を用いた冷凍サイクルと、室内熱交換器を通過する空気流を発生させる室内ファンと、室外熱交換器を通過する空気流を発生させる室外ファンと、多段階に設定湿度を決定する湿度決定部と、冷房モード時または除湿モード時に前記設定湿度となるよう前記冷凍サイクル、室内送風ファンまたは室外送風ファンを制御する制御部と、前記設定湿度の設定幅を３０〜７０％の範囲内に設定可能とし、前記設定湿度の設定間隔を３０％以下とし、外部から前記設定湿度を入力する入力手段を備え、
前記Ｒ３２冷媒を用いることにより前記Ｒ２２冷媒よりも冷媒流れ方向に対する冷媒温度の変化を小さくし、前記設定湿度に設定可能としたので、冷凍サイクルの状態を正確に捉えて、精度よく湿度コントロールが行なえ、快適性が向上する効果が得られ、使用者の要求に応じた快適な範囲で正確な湿度制御が行なえる効果が得られる。また、湿度制御を利用して冷房時の快適感を向上できる効果が得られる。また、使用者の要求に応じた快適な除湿が行なえる効果が得られる。

また、前記冷媒との相溶性が低い冷凍機油を用いたので、冷媒の状態を正確に捉えて、精度よく湿度コントロールが行なえ、快適性が向上する効果が得られる。

また、設定湿度の設定間隔を１５％以下としたので、適度な快適湿度を提供できる効果が得られる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における空気調和機を示す冷媒回路図である。図１において、１は圧縮機でロータリ式、スクロール式、スイング式、ヘリカル式、スクリュー式の種種のものが適用可能である。２は四方弁、３は室外機に設けられ、冷房、除湿運転時には凝縮器となる室外側熱交換器、４は電子式膨張弁、５は室内機に設けられ、冷房、除湿運転時には蒸発器となる室内側熱交換器で、これらは冷媒配管を介して順次接続され、冷凍サイクルを構成している。６は室外機に設けられた室外ファン、７は室内機に設けられた室内ファンで、それぞれ熱交換器を通過する空気流を発生させる。また、四方弁２を切換えることにより、冷凍サイクル中の流れを逆にする暖房運転も可能である。

８は室温センサから得られる室内温度（室内熱交換器５へ流入する空気の吸込温度）、吐出温度センサから得られる圧縮機１からの吐出温度を入力し、湿度センサから得られる室内湿度が設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６及び室内ファン７の回転数を制御する制御部で、互いに通信し合う室外機側の室外制御部８ａと室内機側の室内制御部８ｂとから構成される。本実施の形態では、設定湿度を多段階の中のいずれかに決定する湿度決定部８ｃを室外制御部８ａ内に備えている。
また、上記冷凍サイクルにはＨＦＣ系の擬似共沸混合冷媒で、Ｒ２２より圧力損失の小さいＲ４１０Ａが用いられている。さらに冷凍機油としてはＲ４１０Ａ冷媒と相溶性の低いアルキルベンゼン系油が用いられている。

９は室内環境が所望の設定温度、設定湿度になるよう空気調和機に運転指示入力をするためのリモコンで、図２の構成図に示すように、リモコン９には設定湿度を高め（６０％）、標準（５０％）、低め（４０％）と多段階に設定変更可能な湿度設定ボタン９ａが設けられ、ここからの設定湿度が入力されることにより制御部８内の湿度決定部８ｃの設定湿度を入力指示された値に設定する。９ｂは設定温度を入力する温度設定ボタンで、９ｃは図３に示すようなリモコンの操作情報、空気調和機の運転状態を表示する表示窓である。尚、リモコン９を介して設定温度、設定湿度とも空気調和機側が定める「自動」に設定することも可能である。さらに、設定温度間隔を可変することも可能である。

次に動作について説明する。リモコン９から空気調和機の運転スイッチがＯＮ入力され、除湿運転モードが選択されると、冷凍サイクルは図１のような冷媒流れを形成する。そして、各センサから入力される室温、圧縮機からの吐出温度等に基づいて、制御部８が設定温度、設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数を制御する。また電子膨張弁４等を制御してもよい。除湿運転の場合、設定温度は現在の室温を維持する。または２６℃等の適当な温度に設定されるものであっても良い。

設定湿度はリモコン９からの入力指示が「自動」であれば５０％に、湿度設定ボタン９ａによって任意の湿度に設定入力されていれば、入力された湿度となるよう湿度決定部８ｃが設定し、制御部８に指示する。「自動」については、除湿運転開始時の室内湿度を基準としてそこから１０％低い湿度となるような設定としてもよい。また、湿度設定スイッチについても、６０％、５０％、４０％のような入力ではなく、除湿運転開始時の室内湿度を基準として−１０％、−２０％、−３０％のような入力としてもよく、さらに、除湿運転開始時ではなく、湿度設定スイッチ操作時を基準としてもよい。

また、湿度設定間隔はリモコン９からの操作で変更することが可能で、例えば高めを６５％、標準を５０％、低めを３５％のように変更できる。室温を基準にする場合は−３０％、−４５％、−５５％のように変更できるようにすれば良い。
いずれにしても制御部８は湿度決定部８ｃからの湿度設定値信号に基づいて、室内温度を設定温度に維持しながら、室内湿度が設定湿度となるよう冷凍サイクル、室内外ファンを制御する。そして、室内熱交換器５近傍の室温センサと湿度センサとによって室内の温度、湿度が設定温度、湿度になると圧縮機、室内ファンの運転を停止する。尚、湿度センサは他の要素から湿度を推定する手段に代えることができる。

図４は従来のＲ２２冷媒と本実施の形態におけるＲ４１０Ａ冷媒との特性を示した相関図、図５は冷媒の特徴を表した対比図である。図４において、横軸は室内熱交換器の入口から出口に向かっての冷媒流れ方向、縦軸は冷媒温度を示している。Ｒ２２は圧力損失が大きいため、流れ方向における冷媒温度の変化が大きいが、Ｒ４１０Ａは圧力損失が小さく、流れ方向における冷媒温度の変化が小さい。

このため、Ｒ２２では蒸発器である室内熱交換器５の正確な温度がとらえにくく、制御部８の制御についても精度が悪い。このようなＲ２２の特性によれば、設定湿度を精度よくコントロールすることは不向きであり、精度を向上させるためには蒸発器温度を正確に測定すべく、室内熱交換器５の入口側、中間、出口側等に複数のセンサを設けるなどする必要があった。

これに対し、Ｒ４１０Ａでは、冷媒流れ方向に対する冷媒温度の変化が小さいため、蒸発器温度をより正確に測定することが可能になる。この結果、湿度コントロールが精度よく行なえるようになり、湿度を多段階に設定可能にしても、それぞれの設定湿度に精度よくコントロールすることが可能になる。また、従来より低めの設定湿度や高めの設定湿度を設けても、設定湿度を下回ったり、上回ったりして、過度の乾燥状態に陥ったり、じめじめ感がぬぐえないといったことが起きにくいから、多段階の湿度設定によって使用者の要求に沿った快適な環境が提供できる。

また、本実施の形態では冷凍機油をＲ４１０Ａ冷媒と相溶性の低いアルキルベンゼン系油としているので、スラッジの発生が少なく、室内熱交換器５の熱交換効率が向上するとともに、経年的な性能低下や湿度コントロールのための精度の低下を抑制できる。即ち、冷媒温度を室内熱交換器５に的確に伝えられるから、蒸発温度を正確且つ確実につかむことができ、精度が向上する。この結果、湿度コントロールが精度よく行なえるようになり、多段階の湿度設定に対し快適な環境が提供できる。

本実施の形態では設定湿度を６０％、５０％、４０％とし、設定間隔を１０％としている。一般に湿度が３０％を下回ると人の肌が乾燥しやすくなり、体感的な快適性とは別な不快の要素が発生する。また７０％を超えるとかびの発生や繁殖の原因となる。従って、湿度設定の範囲は３０〜７０％内とすることが望ましい。従来Ｒ２２冷媒では、湿度コントロールの精度が低いため、湿度設定の範囲を広く持たせることが困難であったが、本実施の形態では精度の向上が図れるＲ４１０Ａ冷媒なので、快適な環境を提供できる。

また、使用者の除湿に対する要求が発生するときは、通常室外が雨天であるなどの多湿状態で、湿度が８０％以上の不快な場合が想定される。そこで、湿度設定間隔を大きくすれば、多段階の湿度設定での操作時に簡単に快適な湿度に設定できる。しかしながら、設定間隔があまり大きいと快適な値を通り越して過度の除湿を行なう可能性もある。従って、湿度設定間隔を３０％以下とすれば、簡単な操作で３０〜７０％の快適な範囲に設定湿度を設定でき、快適範囲を逸脱することもない。特に設定湿度を室内湿度を基準に決定する場合には好適である。

湿度の変化は温度に比べると違いを感じにくいが、あまり湿度設定の間隔が大きいと快適性を損なう。従って、尚好ましくは湿度の設定間隔は１５％以下にすると良い。さらに好ましくは本実施の形態のように４０〜６０％の範囲とし、設定間隔が１０％程度とすると体感的に快適な制御を提供できる。尚、設定間隔は等間隔である必要はなく、例えば、除湿運転開始時の湿度を基準にコントロールする場合で、現在の湿度が９０％であれば、設定間隔を１５％、１０％として６５％、５０％、４０％などとしてもよい。

尚、本実施の形態としては、Ｒ２２より圧力損失の小さな冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を用いたが、例えば他の冷媒としてＲ４１０Ｂでも良い。また、擬似共沸混合冷媒でなくてもＲ２２より圧力損失の小さな冷媒としてＲ３２、Ｒ２９０を用いることもできる。
上記のような構成、制御とすることで、冷凍サイクルの構成を従来に比べてそれほど複雑とすることなく、多段階の除湿設定が可能になる。従って、解体性に優れ、リサイクル性の良い空気調和機とすることができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図について説明する。本実施の形態の基本的な構成は図１に示す実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
次に動作について説明する。リモコン９からの空気調和機の運転スイッチがＯＮ入力され、冷房運転モードが選択されると、冷凍サイクルは図１のような冷媒流れを形成する。そして、各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、制御部８が設定温度、設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数を制御する。また電子膨張弁４等を制御してもよい。

ここで、室温と設定温度との差が所定温度以上で、圧縮機の周波数が最大周波数となる場合、制御部８は湿度決定部８ｃからの設定湿度値信号に関わらず、室温を設定温度に近づけることを優先して以後の圧縮機周波数を制御する。そして、室温が下がり、圧縮機の周波数が最大周波数以外の周波数に下がるか又は所定の周波数以下に下がると、制御部８は湿度決定部８ｃからの設定湿度値信号を得て、室温及び室内湿度が設定温度及び設定湿度となるよう各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数、または電子膨張弁４の開度等を制御する。

一般に潜熱分を取り除く運転では圧縮機の運転周波数は低く、顕熱分を取り除く運転では圧縮機の運転周波数の幅が大きく、最大周波数も大きい。Ｒ４１０ＡはＲ２２冷媒に比べて圧力が高いことから、高圧状態での運転時間を短くすることが望ましい。そこで、本実施の形態のように、冷房運転の起動時には温度優先で運転して高圧状態となる時間を短くし、高圧状態を脱してから湿度を含めた木目細かな制御に移行すれば、快適性を損なわずに所望の温度、湿度とすることができる。尚、Ｒ２２より高圧の冷媒として、他にＲ３２冷媒等についても適用できる。

室温が設定温度付近になると、実施の形態１と同様の制御によって多段階から任意に設定された湿度（「自動」の場合は適当に設定された湿度または標準の５０％）になるよう湿度コントロールを行なう。冷房運転モードにおいて、湿度を多段階に設定できるようにすれば、例えば多人数が室内にいる場合で、所望の温度が異なる場合でも、湿度を低くすることで体感的にさわやかな状態にできるから、快適性が向上する。また、設定温度を多少高めにしても湿度を下げることで快適性を向上させ、省エネルギー運転が可能になる。肌が乾燥しがちな人は通常の設定湿度（５０％）にして室温の方を快適な設定温度にコントロールすれば良い。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図について説明する。本実施の形態の基本的な構成は図１に示す実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
次に動作について説明する。リモコン９からの空気調和機の運転スイッチがＯＮ入力され、冷房運転モードが選択されると、冷凍サイクルは図１のような冷媒流れを形成する。そして、各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、制御部８が設定温度、設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数を制御する。また電子膨張弁４等を制御してもよい。

ここで、室温と設定温度との差が所定温度以上で、圧縮機の周波数が最大周波数となる場合、制御部８は湿度決定部８ｃからの設定湿度値信号に関わらず、室温を設定温度に近づけることを優先して以後の圧縮機周波数を制御する。さらに室外ファン６のファン回転数を高速にすると共に、室内ファン７のファン回転数を低速にする。図５は本実施の形態における空気調和機の運転状態を示すモリエル線図である。室外ファン６の回転数を高速にすると、高圧側の圧力が低下するので、高圧状態の抑制に効果的である。このとき、低圧側の圧力も低下するので、潜熱能力を確保するため室内ファンの回転数を低速にする。

そして、室温が下がり、圧縮機の周波数が最大周波数以外の周波数に下がるか又は所定の周波数以下に下がると、制御部８は湿度決定部８ｃからの設定湿度値信号を得て、室温及び室内湿度が設定温度及び設定湿度となるよう各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数、または電子膨張弁４の開度等を制御する。室外ファン６の回転数は高速状態から低下し、室内ファンの回転数は上昇するか維持状態となる。

一般に潜熱分を取り除く運転では圧縮機の運転周波数は低く、顕熱分を取り除く運転では圧縮機の運転周波数の幅が大きく、最大周波数も大きい。Ｒ４１０ＡはＲ２２冷媒に比べて圧力が高いことから、高圧状態での運転時間を短くすることが望ましい。そこで、本実施の形態のように、冷房運転の起動時には温度優先で運転し、尚且つ室外ファン６の回転数を高速にして高圧状態となる時間を短くし、高圧状態を脱してから湿度を含めた木目細かな制御に移行すれば、快適性を損なわずに所望の温度、湿度とすることができる。尚、Ｒ２２より高圧の冷媒として、他にＲ３２冷媒等についても適用できる。

また、室外ファン６の回転数を高速にすることで、高圧側の圧力状態を下げることができる。しかしながら、室外側６の回転数を高速にすると、低圧側の圧力も下がってしまう。そこで、室内ファン７の回転数を低速にすることで潜熱分の能力を確保することができる。
また、図示しないが、室外温度を検出するセンサを設け、室外温度に応じて制御部８が室外ファン６の回転数を補正する。この場合、室外の温度が高い場合には室外ファン６の回転数を上げる方向に補正し、室外の温度が低い場合には室外ファン６の回転数を下げる方向に補正する。

室温が設定温度付近になると、実施の形態１と同様の制御によって多段階から任意に設定された湿度（「自動」の場合は適当に設定された湿度または標準の５０％）になるよう湿度コントロールを行なう。冷房運転モードにおいて、湿度を多段階に設定できるようにすれば、例えば多人数が室内にいる場合で、所望の温度が異なる場合でも、湿度を低くすることで体感的にさわやかな状態にできるから、快適性が向上する。また、設定温度を多少高めにしても湿度を下げることで快適性を向上させ、省エネルギー運転が可能になる。肌が乾燥しがちな人は通常の設定湿度（５０％）にして室温の方を快適な設定温度にコントロールすれば良い。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図について説明する。本実施の形態の基本的な構成は図１に示す実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
次に動作について説明する。リモコン９からの空気調和機の運転スイッチがＯＮ入力され、冷房運転モードが選択されると、冷凍サイクルは図１のような冷媒流れを形成する。そして、各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、制御部８が設定温度、設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数を制御する。また電子膨張弁４等を制御してもよい。

ここで、室温と設定温度との差が所定温度以上で、圧縮機の周波数が最大周波数となる場合、制御部８は湿度決定部８ｃからの設定湿度値信号に関わらず、室温を設定温度に近づけることを優先して以後の圧縮機周波数を制御する。さらに室内ファン７のファン回転数を高速にする。

そして、室温が下がり、圧縮機の周波数が最大周波数以外の周波数に下がるか又は所定の周波数以下に下がると、制御部８は湿度決定部８ｃからの設定湿度値信号を得て、室温及び室内湿度が設定温度及び設定湿度となるよう各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数、または電子膨張弁４の開度等を制御する。室内ファンの回転数は低下する。

一般に潜熱分を取り除く運転では圧縮機の運転周波数は低く、顕熱分を取り除く運転では圧縮機の運転周波数の幅が大きく、最大周波数も大きい。Ｒ４１０ＡはＲ２２冷媒に比べて圧力が高いことから、高圧状態での運転時間を短くすることが望ましい。そこで、本実施の形態のように、冷房運転の起動時には温度優先で運転して高圧状態となる時間を短くし、高圧状態を脱してから湿度を含めた木目細かな制御に移行すれば、快適性を損なわずに所望の温度、湿度とすることができる。
また、室内ファン７の回転数を高速にすることで、顕熱冷房能力を向上させることができ、高圧状態の時間を短くできる。尚、Ｒ２２より高圧の冷媒として、他にＲ３２冷媒等についても適用できる。

室温が設定温度付近になると、実施の形態１と同様の制御によって多段階から任意に設定された湿度（「自動」の場合は適当に設定された湿度または標準の５０％）になるよう湿度コントロールを行なう。冷房運転モードにおいて、湿度を多段階に設定できるようにすれば、例えば多人数が室内にいる場合で、所望の温度が異なる場合でも、湿度を低くすることで体感的にさわやかな状態にできるから、快適性が向上する。また、設定温度を多少高めにしても湿度を下げることで快適性を向上させ、省エネルギー運転が可能になる。肌が乾燥しがちな人は通常の設定湿度（５０％）にして室温の方を快適な設定温度にコントロールすれば良い。

実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態３における空気調和機を示す冷媒回路図であり、各部の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
また、上記冷凍サイクルにはＨＣ系の可燃性冷媒で、Ｒ２２より圧力損失の小さいＲ２９０（プロパン）が用いられている。さらに冷凍機油としてはアルキルベンゼン系油が用いられている。尚、冷凍機油は鉱油、エステル油、エーテル油でもよい。

次に動作について説明する。リモコン９から空気調和機の運転スイッチがＯＮ入力され、除湿運転モードが選択されると、冷凍サイクルは図１のような冷媒流れを形成する。そして、各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、制御部８が設定温度、設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数を制御する。また電子膨張弁４等を制御してもよい。除湿運転の場合、設定温度は現在の室温を維持する。または２６℃等の適当な温度に設定されるものであっても良い。

設定湿度はリモコン９からの入力指示が「自動」であれば５０％に、湿度設定スイッチによって任意の湿度に設定入力されていれば、入力された湿度となるよう湿度決定部８ｃが設定し、制御部８に指示する。「自動」については、除湿運転開始時の室内湿度を基準としてそこから１０％低い湿度となるような設定としてもよい。また、湿度設定スイッチについても、６０％、５０％、４０％のような入力ではなく、除湿運転開始時の室内湿度を基準として−１０％、−２０％、−３０％のような入力としてもよく、さらに、除湿運転開始時ではなく、湿度設定スイッチ操作時を基準としてもよい。

また、湿度設定間隔はリモコン９からの操作で変更することが可能で、例えば高めを６５％、標準を５０％、低めを３５％のように変更できる。室温を基準にする場合は−３０％、−４５％、−５５％のように変更できるようにすれば良い。
いずれにしても制御部８は湿度決定部８ｃからの湿度設定値信号に基づいて、室内温度を設定温度に維持しながら、室内湿度が設定湿度となるよう冷凍サイクル、室内外ファンを制御する。そして、室温センサと湿度センサとによって室内の温度、湿度が設定温度、湿度になると圧縮機、室内ファンの運転を停止する。

図４は従来のＲ２２冷媒と本実施の形態におけるプロパン冷媒との特性を示した相関図、図５は冷媒の特徴を表した対比図である。図４において、横軸は室内熱交換器の入口から出口に向かっての冷媒流れ方向、縦軸は冷媒温度を示している。Ｒ２２は圧力損失が大きいため、流れ方向における冷媒温度の変化が大きいが、Ｒ２９０は圧力損失が小さく、流れ方向における冷媒温度の変化が小さい。

このため、Ｒ２２では蒸発器である室内熱交換器５の正確な温度がとらえにくく、制御部８の制御についても精度が悪い。このようなＲ２２の特性によれば、設定湿度を精度よくコントロールすることは不向きであり、精度を向上させるためには蒸発器温度を正確に測定すべく、室内熱交換器５の入口側、中間、出口側等に複数のセンサを設けるなどする必要があった。

これに対し、Ｒ２９０では、冷媒流れ方向に対する冷媒温度の変化が小さいため、蒸発器温度をより正確に測定することが可能になる。この結果、湿度コントロールが精度よく行なえるようになり、湿度を多段階に設定可能にしても、それぞれの設定湿度に精度よくコントロールすることが可能になる。また、従来より低めの設定湿度や高めの設定湿度を設けても、設定湿度を下回ったり、上回ったりして、過度の乾燥状態に陥ったり、じめじめ感がぬぐえないといったことが起きにくいから、多段階の湿度設定によって使用者の要求に沿った快適な環境が提供できる。

本実施の形態では設定湿度を６０％、５０％、４０％とし、設定間隔を１０％としている。一般に湿度が３０％を下回ると人の肌が乾燥しやすくなり、体感的な快適性とは別な不快の要素が発生する。また７０％を超えるとかびの発生や繁殖の原因となる。従って、湿度設定の範囲は３０〜７０％内とすることが望ましい。従来Ｒ２２冷媒では、湿度コントロールの精度が低いため、湿度設定の範囲を広く持たせることが困難であったが、本実施の形態では精度の向上が図れるＲ２９０冷媒なので、快適な環境を提供できる。

また、使用者の除湿に対する要求が発生するときは、通常室外が雨天であるなどの多湿状態で、湿度が８０％以上の不快な場合が想定される。そこで、湿度設定間隔を大きくすれば、多段階の湿度設定での操作時に簡単に快適な湿度に設定できる。しかしながら、設定間隔があまり大きいと快適な値を通り越して過度の除湿を行なう可能性もある。従って、湿度設定間隔を３０％以下とすれば、簡単な操作で３０〜７０％の快適な範囲に設定湿度を設定でき、快適範囲を逸脱することもない。特に設定湿度を室内湿度を基準に決定する場合には好適である。

湿度の変化は温度に比べると違いを感じにくいが、あまり湿度設定の間隔が大きいと快適性を損なう。従って、尚好ましくは湿度の設定間隔は１５％以下にすると良い。さらに好ましくは本実施の形態のように４０〜６０％の範囲とし、設定間隔が１０％程度とすると体感的に快適な制御を提供できる。尚、設定間隔は等間隔である必要はなく、例えば、除湿運転開始時の湿度を基準にコントロールする場合で、現在の湿度が９０％であれば、設定間隔を１５％、１０％として６５％、５０％、４０％などとしてもよい。

上記のような構成、制御とすることで、冷凍サイクルの構成を従来に比べてそれほど複雑とすることなく、多段階の除湿設定が可能になる。従って、解体性に優れ、リサイクル性の良い空気調和機とすることができる。
本実施の形態では冷媒としてＲ２９０（プロパン）を用いたが、その他Ｒ２２より圧力損失の小さな冷媒を選択すれば、本発明と同様な効果が得られる。

実施の形態６．
以下、この発明の実施の形態６を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態３における空気調和機を示す冷媒回路図であり、各部の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
また、上記冷凍サイクルにはＨＦＣ系の非共沸混合冷媒であるＲ４０７Ｃが用いられている。さらに冷凍機油としてはＨＡＢ油が用いられている。

次に動作について説明する。リモコン９から空気調和機の運転スイッチがＯＮ入力され、除湿運転モードが選択されると、冷凍サイクルは図１のような冷媒流れを形成する。そして、各センサから入力される室温、圧縮機の吐出温度、室内熱交換器の吹出温度に基づいて、制御部８が設定温度、設定湿度となるよう圧縮機１の周波数、室外ファン６および室内ファン７の回転数を制御する。また電子膨張弁４等を制御してもよい。除湿運転の場合、設定温度は現在の室温を維持する。または２６℃等の適当な温度に設定されるものであっても良い。

設定湿度はリモコン９からの入力指示が「自動」であれば５０％に、湿度設定スイッチによって任意の湿度に設定入力されていれば、入力された湿度となるよう湿度決定部８ｃが設定し、制御部８に指示する。「自動」については、除湿運転開始時の室内湿度を基準としてそこから１０％低い湿度となるような設定としてもよい。また、湿度設定スイッチについても、６０％、５０％、４０％のような入力ではなく、除湿運転開始時の室内湿度を基準として−１０％、−２０％、−３０％のような入力としてもよく、さらに、除湿運転開始時ではなく、湿度設定スイッチ操作時を基準としてもよい。

また、湿度設定間隔はリモコン９からの操作で変更することが可能で、例えば高めを６５％、標準を５０％、低めを３５％のように変更できる。室温を基準にする場合は−３０％、−４５％、−５５％のように変更できるようにすれば良い。
いずれにしても制御部８は湿度決定部８ｃからの湿度設定値信号に基づいて、室内温度を設定温度に維持しながら、室内湿度が設定湿度となるよう冷凍サイクル、室内外ファンを制御する。そして、室温センサと湿度センサとによって室内の温度、湿度が設定温度、湿度になると圧縮機、室内ファンの運転を停止する。

図４は従来のＲ２２冷媒と本実施の形態におけるＲ４０７Ｃ冷媒との特性を示した相関図、図５は冷媒の特徴を表した対比図である。図４において、横軸は室内熱交換器の入口から出口に向かっての冷媒流れ方向、縦軸は冷媒温度を示している。Ｒ２２は圧力損失が大きいため、流れ方向における冷媒温度の変化が大きい。これに対し非共沸混合冷媒であるＲ４０７Ｃは圧力損失はＲ２２とそれほど変わらないが、流れ方向における冷媒温度の変化が小さい（室内熱交換器５の出口側に向かってわずかに温度が上昇する）。

このため、Ｒ２２では蒸発器である室内熱交換器５の正確な温度がとらえにくく、制御部８の制御についても精度が悪い。このようなＲ２２の特性によれば、設定湿度を精度よくコントロールすることは不向きであり、精度を向上させるためには蒸発器温度を正確に測定すべく、室内熱交換器５の入口側、中間、出口側等に複数のセンサを設けるなどする必要があった。

これに対し、Ｒ４０７Ｃでは、冷媒流れ方向に対する冷媒温度の変化が小さいため、蒸発器温度をより正確に測定することが可能になる。この結果、湿度コントロールが精度よく行なえるようになり、湿度を多段階に設定可能にしても、それぞれの設定湿度に精度よくコントロールすることが可能になる。また、従来より低めの設定湿度や高めの設定湿度を設けても、設定湿度を下回ったり、上回ったりして、過度の乾燥状態に陥ったり、じめじめ感がぬぐえないといったことが起きにくいから、多段階の湿度設定によって使用者の要求に沿った快適な環境が提供できる。

本実施の形態では設定湿度を６０％、５０％、４０％とし、設定間隔を１０％としている。一般に湿度が３０％を下回ると人の肌が乾燥しやすくなり、体感的な快適性とは別な不快の要素が発生する。また７０％を超えるとかびの発生や繁殖の原因となる。従って、湿度設定の範囲は３０〜７０％内とすることが望ましい。従来Ｒ２２冷媒では、湿度コントロールの精度が低いため、湿度設定の範囲を広く持たせることが困難であったが、本実施の形態では精度の向上が図れるＲ２９０冷媒なので、快適な環境を提供できる。

また、使用者の除湿に対する要求が発生するときは、通常室外が雨天であるなどの多湿状態で、湿度が８０％以上の不快な場合が想定される。そこで、湿度設定間隔を大きくすれば、多段階の湿度設定での操作時に簡単に快適な湿度に設定できる。しかしながら、設定間隔があまり大きいと快適な値を通り越して過度の除湿を行なう可能性もある。従って、湿度設定間隔を３０％以下とすれば、簡単な操作で３０〜７０％の快適な範囲に設定湿度を設定でき、快適範囲を逸脱することもない。特に設定湿度を室内湿度を基準に決定する場合には好適である。

湿度の変化は温度に比べると違いを感じにくいが、あまり湿度設定の間隔が大きいと快適性を損なう。従って、尚好ましくは湿度の設定間隔は１５％以下にすると良い。さらに好ましくは本実施の形態のように４０〜６０％の範囲とし、設定間隔が１０％程度とすると体感的に快適な制御を提供できる。尚、設定間隔は等間隔である必要はなく、例えば、除湿運転開始時の湿度を基準にコントロールする場合で、現在の湿度が９０％であれば、設定間隔を１５％、１０％として６５％、５０％、４０％などとしてもよい。

上記のような構成、制御とすることで、冷凍サイクルの構成を従来に比べてそれほど複雑とすることなく、多段階の除湿設定が可能になる。従って、解体性に優れ、リサイクル性の良い空気調和機とすることができる。
本実施の形態では冷媒としてＲ４０７Ｃを用いたが、その他の非共沸混合冷媒（例えばＨＦＣ系、ＨＣＦＣ系、ＨＣ系、もしくはこれら冷媒同士の混合冷媒など）を選択すれば、本発明と同様な効果が得られる。

上記各実施の形態では、湿度決定部８ｃを室外機の制御部８に設けたが、室内側制御部に設けても良い。

この発明の実施の形態による空気調和機を示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態による空気調和機のリモコンを示す構成図である。 図２のリモコンの表示窓の拡大図である。 この発明の実施の形態による冷媒の特性図である。 この発明の実施の形態による冷媒の特徴を示す対比図である。 この発明の実施の形態による室外ファンの回転速度の影響を示すモリエル線図である。

符号の説明

１ 圧縮機、 ２ 四方弁、 ３ 室外熱交換器、 ４ 電子式膨張弁、 ５ 室内熱交換器、 ６ 室外ファン、 ７ 室内ファン、 ８ 制御部、 ８ａ 室外制御部、 ８ｂ 室内制御部、 ８ｃ 湿度決定部、 ９ リモコン、 ９ａ 湿度設定ボタン。

Claims (3)

1. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、室外熱交換器を接続し、Ｒ２２冷媒よりも冷媒の圧力損失が小さい冷媒であるＲ３２冷媒を用いた冷凍サイクルと、室内熱交換器を通過する空気流を発生させる室内ファンと、室外熱交換器を通過する空気流を発生させる室外ファンと、多段階に設定湿度を決定する湿度決定部と、冷房モード時または除湿モード時に前記設定湿度となるよう前記冷凍サイクル、室内送風ファンまたは室外送風ファンを制御する制御部と、前記設定湿度の設定幅を３０〜７０％の範囲内に設定可能とし、前記設定湿度の設定間隔を３０％以下とし、外部から前記設定湿度を入力する入力手段を備え、
   前記Ｒ３２冷媒を用いることにより前記Ｒ２２冷媒よりも冷媒流れ方向に対する冷媒温度の変化を小さくし、前記設定湿度に設定可能とすることを特徴とする空気調和機。
2. 前記冷媒との相溶性が低い冷凍機油を用いたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 設定湿度の設定間隔を１５％以下としたことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の空気調和機。

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