JP6947262B1 - 空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 暖房時期は、多くの除湿量を得ることが難しい。【解決手段】空気調和装置は、冷媒回路と、制御部と、を備える。冷媒回路は、風上側の第1部と第1部の風下側の第2部とを有する室内熱交換器13を含む。制御部は、暖房運転後に、第1部を蒸発域とすることで室内熱交換器13の洗浄を行う。制御部は、第1部において冷媒温度が室内熱交換器13を通過する室内空気の露点温度以下になり、第2部において冷媒温度が第1部よりも高くなるように、室内熱交換器13を流れる冷媒温度を制御する。【選択図】図5

Description

空気調和装置に関する。
暖房運転後に、冷房運転もしくは除湿運転をすることで、室内熱交換器に付着した汚れを洗い流す技術的思想が特許文献1(特開2008−138913号公報)に開示されている。
上記特許文献1において、空気調和装置は、室内熱交換器の大部分を蒸発器として使用するため、汚れを洗い流すには多くの除湿量が必要である。しかしながら、暖房時期は、多くの除湿量を得ることが難しい。
第1観点の空気調和装置は、冷媒回路と、制御部と、を備える。冷媒回路は、風上側の第1部と第1部の風下側の第2部とを有する室内熱交換器を含む。制御部は、暖房運転後に第1部を蒸発域とすることで室内熱交換器の洗浄を行う暖房後洗浄運転、を行う。制御部は、第1部における冷媒温度が室内熱交換器を通過する室内空気の露点温度以下になり、第2部における冷媒温度が第1部における冷媒温度よりも高くなるように、室内熱交換器を流れる冷媒温度を制御する。
第2観点の空気調和装置は、第1観点の装置であって、制御部は、第1部の液側端部における冷媒温度が室内熱交換器を通過する室内空気の露点温度以下になり、第2部における冷媒温度が第1部のガス側端部における冷媒温度よりも高くなるように、室内熱交換器を流れる冷媒温度を制御する。
第3観点の空気調和装置は、第1観点又は第2観点の装置であって、暖房後洗浄運転において、第1部は蒸発域となり、第2部は過熱域となる。
第4観点の空気調和装置は、第1観点又は第2観点の装置であって、暖房後洗浄運転において、第1部は蒸発域となり、第2部は凝縮域または過冷却域となる。
この空気調和装置では、室温低下を抑制することができる。
第5観点の空気調和装置は、第4観点の装置であって、室内膨張機構を備える。室内膨張機構は、室内熱交換器の冷媒流路における、第1部と第2部との間に設けられている。空気調和装置は、室内膨張機構を絞って暖房後洗浄運転を行う。
この空気調和装置では、膨張機構によって蒸発域と凝縮域とを形成することができる。
第6観点の空気調和装置は、第5観点の装置であって、暖房後洗浄運転において、第2部は過冷却域を有する。
この空気調和装置では、膨張機構に二相冷媒が流入することを防止することができる。
第7観点の空気調和装置は、第5観点又は第6観点の装置であって、第2部を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ、をさらに備える。
この空気調和装置では、過冷却域を有することを確認することができる。このため、膨張機構に二相冷媒が流入することをより確実に防止することができる。
第8観点の空気調和装置は、第1観点から第7観点のいずれかの装置であって、第1部は、室内熱交換器の前面部分および/または背面部分に配置されている。
第9観点の空気調和装置は、第1観点から第8観点のいずれかの装置であって、室内熱交換器は、複数列の熱交換器を有する。第1部は、複数列の熱交換器の風上側に配置されている。
第10観点の空気調和装置は、第1観点から第9観点のいずれかの装置であって、第1部は、第2部の風上側に設けられた室内熱交換器に配置されている。
第11観点の空気調和装置は、第1観点から第10観点のいずれかの装置であって、第1部を通過する冷媒の冷媒状態を検出するためのセンサ、をさらに備える。
この空気調和装置では、第1部においてより確実に結露を生じさせることができる。
第12観点の空気調和装置は、第11観点の装置であって、センサは、温度サーミスタまたは圧力センサである。
第13観点の空気調和装置は、第1観点から第12観点のいずれかの装置であって、室内熱交換器は、フィンを有する。空気調和装置は、第1部のフィンと第2部のフィンとが互いに分離するように構成されている。
この空気調和装置では、第1部と第2部との間で結露水または熱の移動を抑制し、室内熱交換器の風上側での洗浄効果を高めることができる。
第14観点の空気調和装置は、第13観点の装置であって、フィンは、第1部と第2部との間にスリットを有する、
この空気調和装置では、第1部と第2部との間での結露水または熱の移動を抑制し、室内熱交換器の風上側での洗浄効果を高めることができる。
第15観点の空気調和装置は、第1観点から第14観点のいずれかの装置であって、冷房運転後と暖房運転後とで異なる洗浄運転を行う。
第16観点の空気調和装置は、第1観点から第14観点のいずれかの装置であって、室内湿度に基づき、異なる洗浄運転を行う。
空気調和装置の構成図である。 空調室内機の斜視図である。 空調室内機の断面図である。 制御の構成を示すブロック図である。 空調室内機の冷媒流路および室内ファンによって生成される気流を示す断面図である。 洗浄運転のフローチャートである。 空調室内機の冷媒流路および室内ファンによって生成される気流を示す断面図である。 空調室内機の冷媒流路および室内ファンによって生成される気流を示す断面図である。 空気調和装置の構成図である。 制御の構成を示すブロック図である。 空調室内機の冷媒流路および室内ファンによって生成される気流を示す断面図である。 洗浄運転のフローチャートである。 空調室内機の冷媒流路および室内ファンによって生成される気流を示す断面図である。 空調室内機の冷媒流路および室内ファンによって生成される気流を示す断面図である。
<第1実施形態>
本実施形態に係る空気調和装置1は、暖房運転後に室内熱交換器の風上側に結露を生じさせ、室内熱交換器を洗浄する。
(1)空気調和装置1の構成
図1に示すように、空気調和装置1は、空調室外機2と空調室内機10とを備えている。空気調和装置1は、冷媒が充填された冷媒回路100を備えている。冷媒回路100は、空調室外機2に収容された室外側回路部と空調室内機10に収容された室内側回路部とが、ガス側連絡配管117a及び液側連絡配管117bによって接続されることによって構成されている。
(2)空調室外機2の構成
空調室外機2における室外側回路部には、圧縮機101、四路切換弁102、室外熱交換器103、及び膨張弁104が接続されている。
圧縮機101の吐出側は、四路切換弁102の第1ポートP1に接続されている。圧縮機101の吸入側は、アキュムレータ120を挟んで四路切換弁102の第3ポートP3に接続されている。アキュムレータ120は、液冷媒とガス冷媒とを分離する。
室外熱交換器103は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この室外熱交換器103の近傍には、室外空気を室外熱交換器103へ送るための室外ファン123が設けられている。室外熱交換器103の一端側は、四路切換弁102の第4ポートP4に接続されている。室外熱交換器103の他端側は、減圧手段である膨張弁104に接続されている。膨張弁104は、開度可変の電動式膨張弁である。
四路切換弁102は、第1ポートP1と第4ポートP4が互いに連通して第2ポートP2と第3ポートP3が互いに連通する第1状態(図1の実線で示す状態)と、第1ポートP1と第2ポートP2が互いに連通して第3ポートP3と第4ポートP4が互いに連通する第2状態(図1の点線で示す状態)とが切り換え可能となっている。四路切換弁102の第2ポートP2は、ガス側連絡配管117aを介して室内熱交換器13に接続されている。
(3)空調室内機10の構成
図1において、室内側回路部には、補助熱交換器13a、主熱交換器13bが接続されている。補助熱交換器13a及び主熱交換器13bは、複数のフィン21と複数の伝熱管とを有している、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この補助熱交換器13aと主熱交換器13bとを総称して室内熱交換器13と呼ぶ。室内熱交換器13の近傍には、室内空気を室内熱交換器13へ送るための室内ファン14が設けられている。
(4)空調室内機10の詳細構成
図2は、空調室内機10の斜視図である。また、図3は、空調室内機10の断面図である。図2及び図3に示すように、空調室内機10には、本体ケーシング11、室内熱交換器13、室内ファン14、底フレーム16、及び制御部40が搭載されている。
(4−1)本体ケーシング11
本体ケーシング11は、天面部11a、前面パネル11b、背面板11c及び下部水平板11dを有する。本体ケーシング11は、内部に室内熱交換器13、室内ファン14、底フレーム16、フィルタ24、及び制御部40を収納している。
天面部11aは、本体ケーシング11の上部に位置し、天面部11aの前部には、吸込口12が設けられている。
前面パネル11bは空調室内機10の前面部を構成しており、吸込開口がない湾曲した形状を成している。
(4−2)フィルタ24
吸込口12と室内熱交換器13との間にはフィルタ24が配置されている。フィルタ24は、吸込口12から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を除去する。
(4−3)室内熱交換器13
本実施形態において、室内熱交換器13は、1列の熱交換器からなる補助熱交換器13aと、複数列の伝熱管からなる主熱交換器13bと、を有している。室内熱交換器13の内部には冷媒が流れている。室内熱交換器13は、内部を流れる冷媒と室内熱交換器13を通過する空気との間で熱交換を行う。
図3に示すように、室内熱交換器13のうち主熱交換器13bは、側面視において両端が下方に向いて屈曲する逆V字状の形状を成す。説明の便宜上、前方の主熱交換器13bを前側主熱交換器13ba、後方の主熱交換器13bを背面側主熱交換器13bbと呼ぶ。補助熱交換器13aは、前側主熱交換器13baの前方に配置されている。なお、補助熱交換器13aが、主熱交換器13bの前面側と背面側とに配置される場合は、前面側に配置される補助熱交換器を前側補助熱交換器13aaと、背面側に配置される補助熱交換器を背面側補助熱交換器13abと呼ぶことがある。ここでは、図3の断面図の左側が空調室内機10の前側であり、図3の断面図の右側が空調室内機10の背面側である。
本実施形態に係る室内熱交換器13は、風上側の第1部と、第1部の風下側の第2部とを有する。詳細は後述する。
図5は、室内ファン14によって生成される気流と、室内熱交換器13を流れる冷媒の冷媒流路を示している。図5は、後述する洗浄運転の運転時における冷媒流路を示している。より詳細には、洗浄運転において行われる第2除湿運転の、運転時における冷媒流路を示している。洗浄運転では、図5に示すように空気及び冷媒が流れて、室内熱交換器13を洗浄する。図5において、洗浄運転時には、液冷媒が、空調室外機2の膨張弁104から室内熱交換器13に流れる。膨張弁104から流れた冷媒は、補助熱交換器13aの下方の端部近くに配置された第1入口131から室内熱交換器13に供給され、第1入口131から供給された冷媒は、補助熱交換器13aの上端に近づくように流れる。そして、冷媒は、補助熱交換器13aの上端近くに配置された第1出口151から流れ出る。第1出口151から流れ出た冷媒は、分岐部145に入る。
なお、本実施形態に係る膨張弁104は、空調室外機2の室外側回路部に接続されており、空調室内機10から離れた位置に存在する。しかしながら、ここでは説明の便宜上、空調室内機10に係る図である図5に、膨張弁104が図示されている。また、後述する図7及び図8においても、説明の便宜上、空調室内機10から離れた位置に存在する膨張弁104が図示されている。
分岐部145に入った冷媒は、分岐部145において分岐される。分岐部145において分岐された冷媒は、主熱交換器13bの第2入口134、第3入口137から、前側主熱交換器13baと、背面側主熱交換器13bbとに供給される。その後、冷媒は、主熱交換器13bの第2出口135、第3出口138から流れ出て、合流部136で合流する。合流部136で合流した冷媒は、室内熱交換器13から流れ出る。
(4−4)室内ファン14
図3に示すように、室内ファン14は、室内熱交換器13の下方に位置する。室内ファン14はクロスフローファンであり、室内から取り込んだ空気を、室内熱交換器13に送る。室内熱交換器13を通過した室内空気は、吹出口15から室内に吹き出される。室内ファン14および室内熱交換器13は、底フレーム16に取り付けられている。
(4−5)風向調整羽根31
本実施形態に係る空気調和装置1では、吹出口15が、本体ケーシング11の下部に設けられている。吹出口15には、吹出口15から吹き出される空気の方向を変更する風向調整羽根31が回動自在に取り付けられている。風向調整羽根31は、モータ(図示せず)によって駆動する。風向調整羽根31は、空気の吹き出し方向を変更するだけでなく、吹出口15を開閉することもできる。風向調整羽根31は、傾斜角が異なる複数の姿勢をとることが可能である。
(4−6)吹出流路18
本実施形態に係る空気調和装置1では、吹出流路18が、吹出口15から底フレーム16のスクロール17に沿って形成されている。吹出口15は、吹出流路18によって本体ケーシング11の内部と繋がっている。
室内空気は、室内ファン14の稼動によって吸込口12、室内熱交換器13を経て室内ファン14に吸い込まれ、室内ファン14から吹出流路18を経て吹出口15から吹き出される。
(4−7)制御部40
制御部40は、本体ケーシング11を前面パネル11bから視て室内熱交換器13及び室内ファン14の右側方に位置している。
制御部40は、コンピュータにより実現されるものである。制御部40は、制御演算装置と記憶装置とを備える。図4は、制御部40の概略構成を示すブロック図である。制御部40は、冷房運転制御部42、暖房運転制御部43、除湿運転制御部44、及び洗浄運転制御部45を有する。除湿運転制御部44は、第1除湿運転制御部46と、第2除湿運転制御部47と、を有する。制御部40は、蒸発温度センサ105、室内熱交温度センサ106、室内温度センサ107、湿度センサ108、及び温度サーミスタ109、熱交中間サーミスタ160より、各種情報を受け取る。制御部40は、室内ファン14、圧縮機101、四路切換弁102、及び膨張弁104等の、空気調和装置1を構成する各部を制御する。
制御演算装置には、CPU又はGPUといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。記憶装置は、データベースとして用いることができる。
(4−8)各種センサ
以下では、特に断りのない限り、空気調和装置1が後述する洗浄運転を行う場合の冷媒の流れを想定した上で、空気調和装置1が有する各種センサについて説明する。また、以下では、例えば補助熱交換器13aが後述する第1部である場合を想定して、空気調和装置1が有する各種センサについて説明する。
図1に示すように、冷媒回路100において、蒸発温度センサ105が室外熱交換器103側から視て膨張弁104の下流側配管に取り付けられている。空気調和装置1が洗浄運転を行う場合、蒸発温度センサ105は、蒸発温度を検知する。換言すると、蒸発温度センサ105は、膨張弁104によって減圧された冷媒の温度を検知する。
また、本実施形態に係る空気調和装置1は、第1部(例えば補助熱交換器13a)を流れる冷媒の冷媒状態を検出する温度サーミスタ109を備える。温度サーミスタ109は、限定するものではないが、例えば補助熱交換器13aと主熱交換器13bとの間の配管に配置されている(図5参照)。図5に示すように、膨張弁104の下流側配管に蒸発温度センサ105を取り付け、補助熱交換器13aと主熱交換器13bとの間の配管に温度サーミスタ109を配置することで、制御部40は、補助熱交換器13aの液側端部及びガス側端部における冷媒状態を確認することができる。これにより、制御部40は、第1部を有する補助熱交換器13aの全域が、蒸発域として機能しているか否かを確認することができる。なお、温度サーミスタ109の配置位置及び数量は本実施形態の態様に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、温度サーミスタ109は、複数のセンサによって実現されるものであってもよい。
また、本実施形態に係る空気調和装置1では、室内熱交温度センサ106が主熱交換器13bに配置されている。室内熱交温度センサ106は、主熱交換器13bを流れる冷媒の温度を検出する。より詳細には、室内熱交温度センサ106は、前側主熱交換器13baに配置されており、前側主熱交換器13baを流れる冷媒の冷媒温度を検出する(図5参照)。このため、室内熱交温度センサ106が検知した温度が、温度サーミスタ109が検知した温度よりも高温であることによって、制御部40は、室内熱交温度センサ106の下流域が過熱域となっていることを検知できる。なお、室内熱交温度センサ106の配置位置及び数量は本実施形態の態様に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
また、本体ケーシング11の側面のスリット11e(図2参照)の奥側には、室内温度センサ107が配置されている。室内温度センサ107は、室内温度を検知する。室内温度センサ107の近傍には、湿度検出手段としての湿度センサ108が配置されている。
また、本実施形態に係る空気調和装置1では、熱交中間サーミスタ160が主熱交換器13bに配置されている。熱交中間サーミスタ160は、主熱交換器13bを流れる冷媒の温度を検出する(図5参照)。熱交中間サーミスタ160は、空気調和装置1が冷房運転を行う場合は、室内熱交換器13の蒸発温度を検出する。熱交中間サーミスタ160は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合は、室内熱交換器13の凝縮温度を検出する。
(5)空気調和装置1の動作
本実施形態に係る空気調和装置1では、四路切換弁102によって、冷媒の流れを第1サイクルおよび第2サイクルのいずれか一方に切り換えることが可能である。また、本実施形態に係る空気調和装置1では、冷房運転制御部42、暖房運転制御部43、除湿運転制御部44、洗浄運転制御部45の制御により、各種運転を実行することができる。
(5−1)冷房運転
本実施形態に係る空気調和装置1では、空調対象空間の冷房を行う運転である冷房運転を実行可能である。冷房運転時における空気調和装置1の動作は、冷房運転制御部42によって制御される。冷房運転時における冷媒の流れは、第1サイクルである。第1サイクルでは、四路切換弁102が第1状態(図1の実線)に設定される。第1状態で圧縮機101を運転すると、冷媒回路100では室外熱交換器103が凝縮器となり、補助熱交換器13a及び主熱交換器13bが蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
圧縮機101から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器103で室外空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器103を通過した冷媒は、膨張弁104を通過する際に減圧され、その後補助熱交換器13a及び主熱交換器13bで室内空気と熱交換して蒸発する。補助熱交換器13a及び主熱交換器13bを通過した冷媒は、圧縮機101へ吸入されて、再び圧縮される。
(5−2)暖房運転
本実施形態に係る空気調和装置1では、空調対象空間の暖房を行う運転である暖房運転を実行可能である。暖房運転時における空気調和装置1の動作は、暖房運転制御部43によって制御される。暖房運転時における冷媒の流れは第2サイクルである。第2サイクルでは、四路切換弁102が第2状態(図1の点線)に設定される。そして、第2状態で圧縮機101を運転すると、冷媒回路100では室外熱交換器103が蒸発器となり、補助熱交換器13a及び主熱交換器13bが凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
圧縮機101から吐出された高圧の冷媒は、補助熱交換器13a及び主熱交換器13bで室内空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁104を通過する際に減圧された後、室外熱交換器103で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器103を通過した冷媒は、圧縮機101へ吸入されて再び圧縮される。
(5−3)除湿運転
本実施形態に係る空気調和装置1では、空調対象空間の除湿を行う運転である除湿運転を実行可能である。除湿運転時における空気調和装置1の動作は、除湿運転制御部44によって制御される。除湿運転時における冷媒の流れは、冷房運転時における冷媒の流れと同様に、第1サイクルである。除湿運転には、第1除湿運転と、第2除湿運転とがある。
第1除湿運転では、補助熱交換器13a及び主熱交換器13bが蒸発域となる。第1除湿運転では、補助熱交換器13a及び主熱交換器13bの表面で結露水が発生する。換言すると、第1除湿運転では、室内熱交換器13の全体の表面で結露水が発生する。
第2除湿運転では、補助熱交換器13aが蒸発域となる。第2除湿運転では、補助熱交換器13aの表面で結露水が発生する。
(5−4)暖房後洗浄運転
本実施形態に係る空気調和装置1は、暖房運転後に、第1部を蒸発域とすることで室内熱交換器13の洗浄を行う運転である、暖房後洗浄運転を行うことができる。暖房後洗浄運転時における空気調和装置1の動作は、洗浄運転制御部45によって制御される。
暖房後洗浄運転時における冷媒の流れは、冷房運転時における冷媒の流れと同様に、第1サイクルである。本実施形態に係る暖房後洗浄運転では、第2除湿運転が行われることで、第1部は蒸発域となり、第2部は過熱域となる。
以下、空気調和装置1の暖房後洗浄運転時における動作の制御について、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図6に示される処理の流れはあくまでも一例であり、矛盾のない範囲で適宜変更されてもよい。例えば各ステップの前後に、図示されていない他のステップが含まれていてもよく、互いに矛盾しない範囲で各ステップの順序が適宜変更されてもよい。
図6のステップS1において、洗浄運転制御部45は、リモコン等から洗浄運転指令があるか否かを判定し、洗浄運転指令がある場合はステップS2へ進み、洗浄運転指令がない場合は待機して洗浄運転指令があるか否かの判定を継続する。
制御部40は、ステップS2において、室温とリモコン等で設定される目標温度との差が所定値d(dは0以上であり、例えば、d=4度)未満であるか否かを判定し、その差が所定値d未満のときはステップS3へ進み、その差が所定値d以上のときはステップS7へ進む。
洗浄運転制御部45は、ステップS3において、現在の室内の湿度とリモコン等で設定される目標湿度との差が所定値h1(例えば、h1=20%)未満であるか否かを判定し、その差が所定値h1未満のときはステップS4へ進み、その差が所定値h1以上のときはステップS7へ進む。
洗浄運転制御部45は、ステップS4において、第2除湿運転を実行する。
室温と目標温度との差が所定値d未満で、且つ、現在湿度が所定値h1未満であるとき、室内熱交換器13全体を洗浄するための除湿量が十分に確保できない恐れがある。また一般に、室内熱交換器は、風上側の領域に汚れが集中する傾向にあり、上記の通り、本実施形態においては、吸込口12が天面部11aの前部に設けられているため、室内熱交換器13の風上側に位置する補助熱交換器13aに、汚れが集中する恐れがある。従って、本実施形態においては、洗浄運転制御部45は、第1部を補助熱交換器13aに配置して、第2部を前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bbの大部分に配置する。ただし、第1部及び第2部の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
このようなとき、洗浄運転制御部45は、膨張弁104の開度を絞って、第1部(補助熱交換器13a)を流れる冷媒の冷媒温度が、吸込口12によって吸い込まれて室内熱交換器13を通過する室内空気の露点温度以下になるように、圧縮機101や膨張弁104を制御する。また、洗浄運転制御部45は、第2部(前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bb)を流れる冷媒の冷媒温度が、第1部における冷媒温度よりも高くなるように、圧縮機101や膨張弁104を制御する。
より具体的には、洗浄運転制御部45は、圧縮機101の周波数を下げるとともに必要に応じて膨張弁104の開度を絞ることで、前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bbの大部分が、過熱域となるように制御する。一方で、洗浄運転制御部45は、補助熱交換器13aが蒸発域となるように、圧縮機101や膨張弁104を制御する。なお、過熱域とは、室内熱交換器13において、過熱状態の冷媒が流れる領域のことを指す。蒸発域とは、室内熱交換器13において、冷媒が蒸発しながら流れる領域のことを指す。
このように、第2除湿運転では、洗浄運転制御部45が、室内熱交換器13における第1部を蒸発域とし、第2部を過熱域とする。これにより、第2部における結露の発生を抑制しつつ、第1部に重点的に結露を生じさせることが出来る。このため、少ない除湿量で、好適に室内熱交換器13を洗浄する事ができる。また、洗浄運転制御部45が、室内熱交換器13における第1部を蒸発域とし、第2部を過熱域とすることで、第1部の液側端部における冷媒温度が室内空気の露点温度以下になり、第2部における冷媒温度が第1部のガス側端部における冷媒温度よりも高くなる。
また、第2除湿運転では、洗浄運転制御部45が、第2部を過熱域とすることで、室内熱交換器13の蒸発能力が抑制されている。これにより、空調対象空間の室温低下が抑制されている。
次に、洗浄運転制御部45は、ステップS5において、空調対象空間の現在の湿度と目標湿度との差が所定値h2以上であるか否かを判定し、その差が所定値h2以上のときはステップS6へ進み、その差が所定値h2未満のときはステップS4の第2除湿運転を継続する。
洗浄運転制御部45は、ステップS6において、洗浄運転停止指令の有無を判断し、洗浄運転停止指令がある場合はステップS10に進んで洗浄運転を停止し、洗浄運転停止指令がない場合はステップS7に移行して第1除湿運転を実行する。換言すると、洗浄運転制御部45は、湿度の増大等によって、室内熱交換器13全体を洗浄することが可能であると判断した時に、洗浄運転停止指令がないことを確認した上で、第2除湿運転から第1除湿運転に切り換える。
洗浄運転制御部45は、ステップS7において第1除湿運転を実行し、ステップS8において現在湿度と目標湿度との差が所定値h3未満であるか否かを判定し、その差が所定値h3未満のときはステップS9へ進み、その差が所定値h3以上のときはステップS7の第1除湿運転を継続する。
洗浄運転制御部45は、ステップS9において、洗浄運転停止指令の有無を判断し、洗浄運転停止指令がある場合はステップS10に進んで洗浄運転を停止し、洗浄運転停止指令がない場合はステップS4に移行して第2除湿運転を実行する。換言すると、洗浄運転制御部45は、第1除湿運転を継続することで、空調対象空間の室温を過度に低下させる恐れがある状態にまで湿度が低下したと判断したときに、洗浄運転停止指令がないことを確認した上で、第1除湿運転を第2除湿運転に切り換える。このようにして、空気調和装置1は、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(6)特徴
(6−1)
本実施形態に係る空気調和装置1は、冷媒回路100と、制御部40と、を備える。冷媒回路100は、風上側の第1部と第1部の風下側の第2部とを有する室内熱交換器13を含む。制御部は、暖房運転後に第1部を蒸発域とすることで室内熱交換器13の洗浄を行う暖房後洗浄運転、を行う。制御部40は、第1部における冷媒温度が室内熱交換器13を通過する室内空気の露点温度以下になり、第2部における冷媒温度が第1部における冷媒温度よりも高くなるように、室内熱交換器13を流れる冷媒温度を制御する。
なお、本実施形態においては、第1部は、補助熱交換器13aに配置されている。第2部は、主熱交換器13b(前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bb)の大部分に配置されている。
上記の通り、本実施形態においては、吸込口12が天面部11aの前部に設けられているため、補助熱交換器13aが風上側となり、補助熱交換器13aにおける通風量が増加することが考えられる。このため、補助熱交換器13aには、汚れが集中する恐れがある。
本実施形態に係る空気調和装置1では、制御部40は、第1部を流れる冷媒の冷媒温度が、吸込口12によって吸い込まれて室内熱交換器13を通過する室内空気の露点温度以下になるように、圧縮機101や膨張弁104を制御する。また、制御部40は、第2部を流れる冷媒の冷媒温度が、第1部における冷媒温度よりも高くなるように、圧縮機101や膨張弁104を制御する。好ましくは、制御部40は、第2部における冷媒温度が、吸込口12により吸い込まれた空気の露点温度よりも高くなるように制御する。
これにより、第2部で結露が生じることを抑制する一方で、第1部に、重点的に結露を生じさせることができる。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
また、室内熱交換器13のうち、第2部では結露が生じることを抑制し、第1部で結露を生じさせることで、第1部における除湿量を確保しつつ、室内熱交換器13の蒸発能力が抑制されている。このため、本実施形態に係る空気調和装置1では、室温低下を抑制することができる。
(6−2)
本実施形態に係る空気調和装置1では、制御部40は、第1部の液側端部における冷媒温度が室内熱交換器13を通過する室内空気の露点温度以下になり、第2部における冷媒温度が第1部のガス側端部における冷媒温度よりも高くなるように、室内熱交換器13を流れる冷媒温度を制御する。
本実施形態に係る空気調和装置1では、第2部で結露が生じることをより確実に抑制し、第1部でより確実に結露を生じさせることができる。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(6−3)
本実施形態に係る空気調和装置1では、暖房後洗浄運転において、第1部は蒸発域となり、第2部は過熱域となる。
上記の通り、本実施形態に係る空気調和装置1の制御部40は、暖房後洗浄運転においては、第1部が蒸発域となり、第2部が過熱域となるように圧縮機101や膨張弁104を制御する。
本実施形態に係る空気調和装置1では、第2部で結露が生じることをより確実に抑制し、第1部で結露をより確実に生じさせることができる。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(6−4)
本実施形態に係る空気調和装置1では、第1部は、室内熱交換器13の前面部分に配置されている。
上記の通り、本実施形態においては、吸込口12が天面部11aの前部に設けられているため、補助熱交換器13aが風上側となり、補助熱交換器13aにおける通風量が増加することが考えられる。このため、室内熱交換器13の前面部分である補助熱交換器13aには、汚れが集中する恐れがある。
本実施形態に係る空気調和装置1の制御部40は、第1部を、汚れが集中する恐れがある領域である室内熱交換器13の前面部分(本実施形態では、補助熱交換器13a)に配置している。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
なお、本実施形態においては、第1部は、室内熱交換器13の前面部分に配置されているが、これに限定されるものではない。室内熱交換器13が補助熱交換器13aを有しない場合等には、第1部は、前側主熱交換器13baの前面部分や、背面側主熱交換器13bbの前面部分またはその両方に配置されるものであってもよい。
(6−5)
本実施形態に係る空気調和装置1では、室内熱交換器13は、複数列の熱交換器を有する。第1部は、複数列の熱交換器の風上側に配置されている。なお、本実施形態において、複数列の室内熱交換器は、主熱交換器13bである。第1部は、主熱交換器13bの風上側に位置する補助熱交換器13aに配置されている。
(6−6)
本実施形態に係る空気調和装置1では、第1部は、第2部の風上側に設けられた室内熱交換器13に配置されている。なお、本実施形態において、第2部は主熱交換器13bに配置されている。第1部は、第2部の風上側に設けられた室内熱交換器である、補助熱交換器13aに配置されている。
本実施形態に係る空気調和装置1では、室内熱交換器13が、複数の熱交換器からなる場合であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
また、一般に、室内熱交換器が主熱交換器や補助熱交換器のような複数の熱交換器から構成される場合、主熱交換器と補助熱交換器との間には隙間が設けられることが考えられる。本実施形態においては、室内熱交換器13のうち、補助熱交換器13aが蒸発域となり、主熱交換器13bの大部分が非蒸発域となるように制御部40によって制御される。このため、蒸発域と非蒸発域との間での熱移動を抑制することができる。これにより、第2部で結露が生じることをより確実に抑制し、かつ、第1部でより確実に結露を生じさせることができる。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(6−7)
本実施形態に係る空気調和装置1では、第1部を通過する冷媒の冷媒状態を検出するための温度サーミスタ109をさらに備える。
本実施形態に係る空気調和装置1では、温度サーミスタ109を備えることで、補助熱交換器13aを通過する冷媒の冷媒温度を検出することができる。また、本実施形態に係る空気調和装置1では、上記の通り、膨張弁104の下流側配管に蒸発温度センサ105が取り付けられている。
このように、膨張弁104の下流側配管に蒸発温度センサ105を取り付け、補助熱交換器13aと主熱交換器13bとの間の配管に温度サーミスタ109を配置することで、補助熱交換器13aの液側端部及びガス側端部を通過する冷媒の冷媒状態を検知することができる。これにより、補助熱交換器13aの全域が蒸発域として機能しているか否かを、より確実に検知することが出来る。従って、本実施形態に係る空気調和装置1は、補助熱交換器13aにおいてより確実に結露を生じさせることができる。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(6−8)
本実施形態に係る空気調和装置1では、室内湿度に基づき、異なる洗浄運転を行う。
本実施形態に係る空気調和装置1では、室内湿度に基づき、第1除湿運転と第2除湿運転とを切り替えている。この構成によれば、多くの除湿量を得ることが容易な場合には室内熱交換器13の全域を洗浄し、多くの除湿量を得ることが難しい場合には、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域の洗浄を行う。
これにより、空気調和装置1は、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(7)変形例
本実施形態は、以下の変形例に示すように、適宜変形が可能である。各変形例は、矛盾が生じない範囲で、本実施形態に係る変形例や、第2実施形態に係る変形例と組み合わせて適用されてもよい。
(7−1)変形例1A
上記実施形態では、第1部が補助熱交換器13aに配置される例について説明した。しかしながら、本開示に係る空気調和装置の例は、これに限定されるものではない。
変形例1Aに係る空気調和装置では、補助熱交換器13aは、前側補助熱交換器13aaと、背面側補助熱交換器13abとを有する。変形例1Aに係る空気調和装置では、前側補助熱交換器13aaは、前側主熱交換器13baの前方(風上側)に配置されている。また、背面側補助熱交換器13abは、背面側主熱交換器13bbの後方(風上側)に配置されている。
変形例1Aに係る空気調和装置では、第1部を、前側補助熱交換器13aa及び背面側補助熱交換器13abに配置している。
変形例1Aの空気調和装置に係る室内熱交換器13の冷媒流路を図7に示す。図7において、除湿運転時には、液冷媒が膨張弁104から室内熱交換器13に流れる。室内熱交換器13に流れた冷媒は、前側補助熱交換器13aaの下方の端部近くに配置された第1入口131に流れる。第1入口131に流れた冷媒は、前側補助熱交換器13aaの上端に近づくように流れる。前側補助熱交換器13aaの上端に近づくように流れた冷媒は、前側補助熱交換器13aaの上端近くに配置された第1出口151から流れ出る。次に、冷媒は、背面側補助熱交換器13abの下方の端部近くに配置された第4入口139から供給され、背面側補助熱交換器13abの上端に近づくように流れる。そして、冷媒は、背面側補助熱交換器13abの上端近くに配置された第4出口154から流れ出る。第4出口154から流れ出た冷媒は、分岐部145に入る。
分岐部145において分岐された冷媒は、主熱交換器13bの第2入口134、第3入口137から、前側主熱交換器13baと背面側主熱交換器13bbとに供給される。その後、冷媒は、主熱交換器13bの第2出口135、第3出口138から流れ出て、合流部136で合流する。合流部136で合流した冷媒は、室内熱交換器13から流れ出る。
本変形例に係る空気調和装置では、図7に示すように、前側補助熱交換器13aa及び背面側補助熱交換器13abが蒸発域となる。前側補助熱交換器13aaの風下側に配置された前側主熱交換器13baと、背面側補助熱交換器13abの風下側に配置された背面側主熱交換器13bbの大部分は、過熱域となる。
変形例1Aに係る空気調和装置は、上記実施形態に係る空気調和装置1と同様に、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
また、変形例1Aに係る空気調和装置では、前側主熱交換器13baの風上側には前側補助熱交換器13aaが、背面側主熱交換器13bbの風上側には背面側補助熱交換器13abが、それぞれ配置されており、前側補助熱交換器13aa及び背面側補助熱交換器13abが、第1部として配置されている。これにより、室内熱交換器13の風上側の全域を好適に洗浄する事ができる。
(7−2)変形例1B
上記実施形態では、補助熱交換器13aに第1部を配置することで、補助熱交換器13aを洗浄する場合について説明した。しかしながら、本開示に係る空気調和装置の例はこれに限定されるものではなく、第1部は、風上側の前側補助熱交換器13aaの一部に配置されるものであってもよい。
変形例1Bに係る室内熱交換器13の冷媒流路を図8に示す。図8に示すように、第5入口141から供給された冷媒は、第5出口171から流れ出る。第5出口171から流れ出た冷媒は、補助熱交換器13aの第6入口161に入り、第6出口162から流れ出て分岐部145に入る。
分岐部145において分岐された冷媒は、主熱交換器13bの第2入口134、第3入口137から、前側主熱交換器13baと、背面側主熱交換器13bbとに供給される。その後、冷媒は、第2出口135、第3出口138から流れ出て、合流部136で合流する。合流部136で合流した冷媒は、室内熱交換器13から流れ出る。
本変形例に係る空気調和装置では、第1部が補助熱交換器13aの一部に配置されている。この構成によれば、補助熱交換器13aの一部に重点的に結露が生じる。この構成によれば、除湿量を得ることがより難しい場合であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。また、変形例1Bにおいては、室内熱交換器13の蒸発能力がさらに抑制されているため、室温低下がさらに抑制される。
(7−3)変形例1C
上記実施形態では、制御部40が、温度サーミスタ109を用いて補助熱交換器13aが蒸発域となっていることを確認する例について説明した。しかしながら、本開示に係る空気調和装置の例はこれに限定されるものではなく、制御部40は、圧力センサを用いて蒸発圧力を測定することで、補助熱交換器13aが蒸発域となっていることを確認してもよい。
(7−4)変形例1D
上記実施形態では説明を省略したが、空気調和装置は、加湿ユニット(図示省略)をさらに備えるものであってもよい。この場合、空調室内機は、加湿ユニットの吹出口を本体ケーシング11の内部に有するものであってもよい。あるいは、空調室内機が設置される空調対象空間には、加湿ユニットがさらに設置されており、空調室内機は加湿ユニットと連動して洗浄運転を行うよう制御されるものであってもよい。
本変形例に係る空気調和装置は、空調対象空間における雰囲気が乾燥している場合であっても、加湿ユニットから得られる水分を利用することで、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
また、本変形例に係る空気調和装置は、上記実施形態に係る空気調和装置1と同様に、室内熱交換器13の熱交換効率の低下を抑制することができる。
(7−5)変形例1E
上記実施形態では説明を省略したが、本開示に係る空気調和装置が行う洗浄運転は、暖房後洗浄運転に限定されるものではない。例えば、空気調和装置は、第1除湿運転のみを行う洗浄運転を実行するものであってもよい。
変形例1Eに係る空気調和装置は、暖房運転を実行した後には、暖房後洗浄運転を実行する。そして、冷房運転を実行した後には、第1除湿運転のみを行う洗浄運転を実行する。この構成によれば、空気調和装置は、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期には暖房後洗浄運転を行い、多くの除湿量を得ることが比較的容易な冷房時期には第1除湿運転のみを行う洗浄運転を行う。これにより、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
<第2実施形態>
以下、第2実施形態に係る空気調和装置300について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、第1実施形態と異なる構成について説明し、その他の説明は、必要な場合を除いて適宜省略する。
本実施形態に係る空気調和装置300は、暖房サイクル再熱除湿運転を実行することで、室内熱交換器13を洗浄する。
(1)空気調和装置300の構成
図9に示すように、空気調和装置300は、空調室外機2と空調室内機10とを備えている。空気調和装置300は、冷媒が充填された冷媒回路100を備えている。冷媒回路100は、空調室外機2に収容された室外側回路部と、空調室内機10に収容された室内側回路部と、がガス側連絡配管117a及び液側連絡配管117bによって接続されることによって構成されている。本実施形態に係る空気調和装置300は、空調室内機10が、室内熱交換器13の冷媒流路における第1部と第2部との間に、再熱除湿弁(室内膨張機構)110を備えている点が、第1実施形態に係る空気調和装置1と異なる。
(2)空調室内機10の構成
(2−1)室内熱交換器13
室内熱交換器13は、補助熱交換器13aと、主熱交換器13bと、を有している。本実施形態に係る室内熱交換器13では、補助熱交換器13aと主熱交換器13bとが、再熱除湿弁110を介して接続されている。
(2−2)制御部50
本実施形態に係る制御部50の概略構成を示すブロック図を図10に示す。制御部50は、冷房運転制御部42、暖房運転制御部43、除湿運転制御部44、及び洗浄運転制御部450を制御する。本実施形態では、制御部50の洗浄運転制御部450が、暖房サイクル再熱除湿運転制御部48を有する点が、図4に示した第1実施形態に係る制御部40と異なる。また、本実施形態に係る制御部50は、再熱除湿弁110を制御する。
また、制御部50は、蒸発温度センサ105、温度センサ116、室内温度センサ107、湿度センサ108、及び温度サーミスタ109、熱交中間サーミスタ160より、各検知温度を受け取る。
(2−3)各種センサ
以下では、特に断りのない限りは、空気調和装置300が後述する暖房サイクル再熱除湿運転を行う場合の冷媒の流れを想定した上で、空気調和装置300が有する各種センサについて説明する。また、以下では、例えば補助熱交換器13aが第1部である場合を想定して、空気調和装置300が有する各種センサについて説明する。
図9に示すように、冷媒回路100において、蒸発温度センサ105が室外熱交換器103側から視て膨張弁104の上流側配管に取り付けられている。空気調和装置300が後述する暖房サイクル再熱除湿運転を行う場合、蒸発温度センサ105は、再熱除湿弁110によって減圧された冷媒であって、補助熱交換器13aから流れ出た冷媒の蒸発温度を検知する。
また、本実施形態に係る空気調和装置1は、第1部(ここでは補助熱交換器13a)を流れる冷媒の冷媒状態を検出する温度サーミスタ109を備える。温度サーミスタ109は、限定するものではないが、例えば補助熱交換器13aと主熱交換器13bとの間の配管であって、再熱除湿弁110の下流側配管に配置されている(図11参照)。図11に示すように、補助熱交換器13aと主熱交換器13bとの間の配管であって、再熱除湿弁110の下流側配管に温度サーミスタ109を配置して、膨張弁104の上流側配管に蒸発温度センサ105を取り付けることで、制御部50は、補助熱交換器13aのガス側端部及び液側端部における冷媒状態を確認することができる。これにより、制御部50は、第1部が配置されている補助熱交換器13aの全域が蒸発域として機能しているか否か、を確認することが出来る。なお、温度サーミスタ109の配置位置及び数量は本実施形態の態様に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、温度サーミスタ109は、複数のセンサによって実現されるものであってもよい。
また、熱交中間サーミスタ160が、主熱交換器13bに配置されており、主熱交換器13bを流れる冷媒の温度を検出する(図11参照)。熱交中間サーミスタ160は、空気調和装置1が冷房運転を行う場合は、室内熱交換器13の蒸発温度を検出する。熱交中間サーミスタ160は、空気調和装置1が暖房運転を行う場合は、室内熱交換器13の凝縮温度を検出する。本実施形態に係る熱交中間サーミスタ160は、例えば主熱交換器13bの凝縮域の冷媒温度を検出する。
また、第2部を流れる冷媒の温度を検出するセンサである温度センサ116が主熱交換器13bに配置されている。より詳細には、温度センサ116は、前側主熱交換器13baに配置されている(図11参照)。温度センサ116は、前側主熱交換器13baに配置されることで、前側主熱交換器13baを流れる冷媒の温度を検出する。このため、温度センサ116が検知した温度が、例えば主熱交換器13bに設けられた熱交中間サーミスタ160が検知した温度よりも高温であることによって、制御部50は、温度センサ116の下流域が過冷却域となっていることを確認することができる。なお、温度センサ116の配置位置及び数量は本実施形態の態様に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、温度センサ116は、複数のセンサによって実現されるものであってもよい。
また、本体ケーシング11側面のスリット11e(図2参照)の奥側には、室内温度センサ107が配置されている。室内温度センサ107は、室内温度を検知する。また、室内温度センサ107の近傍には、湿度検出手段としての湿度センサ108が配置されている。
(3)空気調和装置300の動作
空気調和装置300では、四路切換弁102によって、第1サイクルおよび第2サイクルのいずれか一方に切り換えることが可能である。なお、冷房運転時における動作や暖房運転時におけるや除湿運転時における動作は、第1実施形態で説明した態様と実質的に同一であるため、ここでは説明を省略する。
(3−1)暖房サイクル再熱除湿運転
本実施形態に係る空気調和装置300は、暖房サイクル再熱除湿運転を実行することができる。暖房サイクル再熱除湿運転時における空気調和装置300の動作は、暖房サイクル再熱除湿運転制御部48(以下、制御部50と呼ぶことがある)によって制御される。暖房サイクル再熱除湿運転時における冷媒の流れは、暖房運転時における冷媒の流れと同様に、第2サイクルである。
暖房サイクル再熱除湿運転は、主熱交換器13bの途中で、圧縮機101から吐出された冷媒の凝縮を完了させた後、再熱除湿弁110を絞ることで、補助熱交換器13aを通過する冷媒温度を下げて、室内空間の除湿を行う運転である。以下、図11を参照しながら、暖房サイクル再熱除湿運転の運転時における冷媒の流れについて説明する。
図11に示すように、暖房サイクル再熱除湿運転時には、高温高圧のガス冷媒が圧縮機101の吐出管から室内熱交換器13の分岐部150に供給される。分岐部150において分岐した冷媒は、主熱交換器13bの第7入口132、第8入口133から、前側主熱交換器13baの下方部分及び上方部分と、背面側主熱交換器13bbとに供給される。第7入口132、第8入口133から供給された冷媒は、前側主熱交換器13baの下方部分の上端と、前側主熱交換器13baの上方部分の下端と、背面側主熱交換器13bbの上端とに近づくように流れる。そして、冷媒は、前側主熱交換器13baの下方部分の上端近くと、前側主熱交換器13baの上方部分の下端近くと、に設けられた第7出口152と、背面側主熱交換器13bbの上端近くに設けられた第8出口153とから流れ出る。第7出口152、第8出口153から流れ出た冷媒は、合流部140で合流する。合流部140で合流した冷媒は、再熱除湿弁110で減圧される。再熱除湿弁110で減圧されて低圧となった冷媒は、補助熱交換器13aの上方の端部近くに配置された第9入口181から入り、補助熱交換器13aの下端に近づくように流れる。そして、低圧冷媒が、補助熱交換器13aの下端に近くに配置された第9出口182から流れ出る。
(3−2)暖房後洗浄運転
本実施形態に係る空気調和装置1は、暖房運転後に、第1部を蒸発域とすることで室内熱交換器13の洗浄を行う運転である、暖房後洗浄運転を行う。
洗浄運転制御部450は、洗浄運転時における空気調和装置300の動作を制御する。本実施形態に係る暖房後洗浄運転では、暖房サイクル再熱除湿運転が行われる。本実施形態に係る暖房後洗浄運転時における冷媒の流れは、暖房運転時と同様に第2サイクルである。
以下、空気調和装置300の暖房後洗浄運転時における動作の制御について、図12に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図12に示される処理の流れはあくまでも一例であり、矛盾のない範囲で適宜変更されてもよい。例えば各ステップの前後に、図示されていない他のステップが含まれていてもよく、互いに矛盾しない範囲で各ステップの順序が適宜変更されてもよい。
図12のステップS31において、制御部50は、リモコン等から洗浄運転指令があるか否かを判定し、洗浄運転指令がある場合はステップS32へ進み、洗浄運転指令がない場合は待機して洗浄運転指令があるか否かの判定を継続する。
制御部50は、ステップS32において、暖房後洗浄運転を実行する。一般に、室内熱交換器は、風上側の領域に汚れが集中する傾向にあり、上記の通り、本実施形態においては吸込口12が天面部11aの前部に設けられているため、室内熱交換器13の風上側に位置する補助熱交換器13aに、汚れが集中する恐れがある。従って、本実施形態においては、制御部50は、第1部を補助熱交換器13aに配置し、第2部を前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bbに配置する。
このようなとき、制御部50は、膨張弁104の開度を全開し、再熱除湿弁110を絞る。また、制御部50は、圧縮機101から吐出された冷媒が主熱交換器13bの途中で凝縮を完了するように、圧縮機101の周波数を低くなるように調節して、主熱交換器13bの一部を凝縮域として利用する。
より具体的には、制御部50は、圧縮機101の周波数を下げるとともに、必要に応じて室内ファン14の回転数や室外ファンの回転数を制御することで、前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bbのガス側が凝縮域となり、液側が過冷却域となるように、圧縮機101や室内ファン14や室外ファンの回転数を制御する。一方で、制御部50は、補助熱交換器13aが蒸発域となるように、再熱除湿弁110を制御する。なお、過冷却域とは、室内熱交換器13において、凝縮した後の過冷却状態の冷媒が流れる領域のことを指す。凝縮域とは、室内熱交換器13において、冷媒が凝縮しながら流れる領域のことを指す。
このように、本実施形態に係る暖房後洗浄運転では、制御部50が、室内熱交換器13における第1部を蒸発域として、第2部を過冷却域や凝縮域とすることで、第2部において結露が生じることを抑制しつつ、第1部に重点的に結露を生じさせることができる。これにより、少ない除湿量で、好適に室内熱交換器13を洗浄することができる。
また、本実施形態に係る暖房後洗浄運転では、第1部を蒸発域とする一方で、第2部を過冷却域や凝縮域としている。このため、吸込口12から吸い込まれた空気であって、蒸発域となる補助熱交換器13aを通過する際に冷却された空気は、凝縮域となる前側主熱交換器13baを通過する際に加熱されるとともに、凝縮域となる背面側主熱交換器13bbを通過した空気と混合され、吹出口15から吹き出される。換言すると、本実施形態に係る暖房後洗浄運転では、第1部の洗浄を行いつつ、暖房運転と同様の運転を行う。従って、室温の低下を確実に抑制することができる。
また、圧縮機101から供給された冷媒であって、前側主熱交換器13baの第7入口132(図11参照)から供給されたガス冷媒は、前側主熱交換器13baの途中で凝縮が完了する。例えば本実施形態においては、前側主熱交換器13baの第7入口132と位置134との間の範囲が凝縮域となる。前側主熱交換器13baの凝縮域の下流側の範囲である、位置136と位置152の間の範囲は過冷却域となる。また、背面側主熱交換器13bbの冷媒の第8入口133(図11参照)から供給されたガス冷媒は、背面側主熱交換器13bbの途中で凝縮が完了する。例えば本実施形態においては、背面側主熱交換器13bbの冷媒の第8入口133と、位置135の間の範囲が凝縮域となる。背面側主熱交換器13bbの凝縮域の下流側の範囲である、位置138と第8出口153の間の範囲は過冷却域となる。そして、前側主熱交換器13baの位置136と第7出口152との間の過冷却域を流れた冷媒と、背面側主熱交換器13bbの位置138と第8出口153の間の過冷却域を流れた冷媒とが、合流部140で合流する。合流部140で合流した冷媒は、再熱除湿弁110で減圧(膨張)される。再熱除湿弁110で減圧された冷媒は、前側主熱交換器13baの風上側に配置された補助熱交換器13aを流れる。
このように、本実施形態に係る暖房後洗浄運転では、室内熱交換器13が蒸発域と過冷却域と凝縮域とを有するように、制御部50が圧縮機101や膨張弁104や再熱除湿弁110を制御する。これにより、室内熱交換器13における洗浄対象である第1部に重点的に結露を生じさせることができる。従って、少ない除湿量で室内熱交換器13を好適に洗浄することが可能になる。
また、吸込口12から吸い込まれた空気であって、蒸発域となる補助熱交換器13aを通過する際に冷却された空気は、凝縮域となる前側主熱交換器13baを通過する際に加熱された後、背面側主熱交換器13bbを通過した空気と混合され、吹出口15から吹き出される。このため、本実施形態に係る暖房後洗浄運転の運転時には、室温の低下が抑制される。
次に、制御部50は、ステップS33で、洗浄運転停止指令があるか否かを判定し、洗浄運転指令がある場合はステップS34へ進み、洗浄運転停止指令がない場合はステップS32に戻る。
制御部50は、ステップS34において、洗浄運転を停止する。
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る空気調和装置300では、暖房後洗浄運転において、第1部は蒸発域となり、第2部は凝縮域または過冷却域となる。
なお、本実施形態においては、第1部は、補助熱交換器13aに配置されている。第2部は、主熱交換器13b(前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bb)に配置されている。
本実施形態に係る空気調和装置300では、制御部50は、暖房後洗浄運転において、前側主熱交換器13ba及び背面側主熱交換器13bbが凝縮域又は過冷却域となり、補助熱交換器13aが蒸発域となるように、圧縮機101や膨張弁104や再熱除湿弁110を制御する。
これにより、本実施形態に係る空気調和装置300では、室温低下を抑制することができる。
また、本実施形態に係る空気調和装置300では、第2部で結露が生じることをより確実に抑制し、第1部でより確実に結露を生じさせることができる。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(4−2)
本実施形態に係る空気調和装置300は、再熱除湿弁110を備える。再熱除湿弁110は、室内熱交換器13の冷媒流路における、第1部と第2部との間に設けられている。空気調和装置300は、再熱除湿弁110を絞って暖房後洗浄運転を行う。
本実施形態に係る空気調和装置300では、膨張機構によって蒸発域と凝縮域を形成することができる。
また、本実施形態に係る空気調和装置300では、吸込口12から吸い込まれた空気は、蒸発域となる補助熱交換器13aを通過する際に冷却されるが、凝縮域となる前側主熱交換器13baを通過する際に加熱される。さらに、吸込口12から吸い込まれた空気は、凝縮域や過冷却域となる背面側主熱交換器13bbを通過した空気と混合され、吹出口15から吹き出される。
このため、本実施形態に係る空気調和装置300は、第1部結露を生じさせつつ、室温低下を抑制することができる。このため、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(4−3)
本実施形態に係る空気調和装置300では、暖房後洗浄運転において、第2部は過冷却域を有する。
本実施形態に係る空気調和装置300では、再熱除湿弁110に二相冷媒が流入することを防止することができる。より具体的には、再熱除湿弁110に液状態の冷媒を流入させることができる。
また、本実施形態においては、暖房後洗浄運転において、蒸発域となる補助熱交換器13aと、凝縮域となる主熱交換器13bとの間に、過冷却域となる主熱交換器13bの領域が設けられるように、制御部50が圧縮機101の周波数や室内ファン14の回転数や室外ファンの回転数を制御している。これにより、制御部50は、補助熱交換器13aと主熱交換器13bとの間での熱移動を抑制することができる。従って、室内熱交換器13において汚れが集中する恐れがある領域を、少ない除湿量で、好適に洗浄することが可能である。このため、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(4−4)
本実施形態に係る空気調和装置300は、第2部を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ116、をさらに備える。
本実施形態に係る空気調和装置300では、温度センサ116は、主熱交換器13bに配置されており、主熱交換器13bを流れる冷媒の温度を検出する。温度センサ116が検知した温度が、例えば主熱交換器13bに設けられた熱交中間サーミスタのセンサが検知した温度よりも高温であることによって、制御部50は、温度センサ116の下流域が過冷却域となっていることを確認できる。
本実施形態に係る空気調和装置300では、過冷却域を確認することができる。このため、膨張機構に二相冷媒が流入することをより確実に防止することができる。
(5)変形例
本実施形態は、以下の変形例に示すように、適宜変形が可能である。各変形例は、矛盾が生じない範囲で、本実施形態に係る変形例や、第2実施形態係る変形例と組み合わせて適用されてもよい。
(5−1)変形例2A
上記実施形態では、第1部を補助熱交換器13aに配置する例について説明した。しかしながら、本開示に係る空気調和装置の例は、これに限定されるものではない。
変形例2Aに係る空気調和装置では、補助熱交換器13aは、前側補助熱交換器13aaと、背面側補助熱交換器13abとを有する。変形例2Aの空気調和装置では、前側補助熱交換器13aaは、前側主熱交換器13baの前方(風上側)に配置されている。また、背面側補助熱交換器13abは、背面側主熱交換器13bbの後方(風上側)に配置されている。
変形例2Aに係る空気調和装置では、第1部を、前側補助熱交換器13aa及び背面側補助熱交換器13abに配置する。換言すると、変形例2Aに係る空気調和装置は、室内熱交換器13の風上側に配置される前側補助熱交換器13aa及び背面側補助熱交換器13abを洗浄対象とする。
変形例2Aにおける室内熱交換器13の冷媒流路を図13に示す。暖房サイクル再熱除湿運転時には、高温高圧のガス冷媒が圧縮機101の吐出管から室内熱交換器13の分岐部150に供給され、低圧冷媒が室内熱交換器13の第10出口144から室外熱交換器103に向かって流れる。
図13に示すように、分岐部150において分岐された冷媒は、主熱交換器13bの第7入口132、第8入口133から、前側主熱交換器13baの下方部分及び上方部分と、背面側主熱交換器13bbに供給される。第7入口132から供給された冷媒は、前側主熱交換器13baの下方部分の上端と、前側主熱交換器13baの上方部分の下端に近づくように流れる。第8入口133から供給された冷媒は、背面側主熱交換器13bbの上端に近づくように流れる。そして、冷媒は、前側主熱交換器13baの下方部分の上端近くと、前側主熱交換器13baの上方部分の下端近くと、背面側主熱交換器13bbの上端近くとに配置された第7出口152、第8出口153から流れ出る。第7出口152、第8出口153から流れ出た冷媒は、合流部140で合流する。合流した冷媒は、再熱除湿弁110で減圧される。減圧されて低圧となった冷媒は、背面側補助熱交換器13abの上端近くに配置された第10入口143から入り、背面側補助熱交換器13abの下端近くの第10出口144から流れ出る。第10出口144から流れ出た冷媒は、前側補助熱交換器13aaの上方の端部近くに配置された第9入口181から入り、前側補助熱交換器13aaの下端に近づくように流れる。そして、低圧冷媒は、前側補助熱交換器13aaの下端に近くに配置された第9出口182から流れ出る。
変形例2Aに係る空気調和装置では、前側補助熱交換器13aa及び背面側補助熱交換器13abが蒸発域となる。前側主熱交換器13baの第7入口132から位置134の間の範囲、及び背面側主熱交換器13bbの第8入口133から位置135の間の範囲が凝縮域となる。前側主熱交換器13baの位置136から第7出口152の間の範囲、および背面側主熱交換器13bbの位置138から第8出口153の間の範囲は、過冷却域となる。
変形例2Aに係る空気調和装置は、上記実施形態に係る空気調和装置300と同様に、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
また、変形例2Aに係る空気調和装置は、第2部が過冷却域や凝縮域となるように制御することで、第2部において結露が生じることが抑制され、第1部に重点的に結露を生じさせることができる。
また、変形例2Aに係る空気調和装置は、室内熱交換器13が凝縮域を有することにより、室温低下を抑制することができる。
(5−2)変形例2B
上記実施形態では、暖房サイクル再熱除湿運転を行うことで、室内熱交換器13を洗浄する空気調和装置の例について説明した。しかしながら、本開示に係る空気調和装置の例はこれに限定されるものではなく、冷房サイクル再熱除湿運転を行うことで室内熱交換器13を洗浄するものであってもよい。
変形例2Bに係る空気調和装置における室内熱交換器13の冷媒流路を図14に示す。冷房サイクル再熱除湿運転は、圧縮機101の吐出管を出て室外熱交換器103を経た高温高圧のガス冷媒が分岐部150から供給され、低圧冷媒が第9出口182から圧縮機101の吸入管に向かって流れる点が、図9で示した冷媒回路100や、図11で示した暖房サイクル再熱除湿運転を行う場合と異なる。
図14に示すように、分岐部150において分岐された冷媒は、主熱交換器13bの第7入口132、第8入口133から、前側主熱交換器13baの下方部分及び上方部分と、背面側主熱交換器13bbとに供給される。第7入口132、から供給された冷媒は、前側主熱交換器13baの下方部分の上端と、前側主熱交換器13baの上方部分の下端に近づくように流れる。また、第8入口133から供給された冷媒は、背面側主熱交換器13bbの上端に近づくように流れる。そして、冷媒は、前側主熱交換器13baの下方部分の上端近くと、前側主熱交換器13baの上方部分の下端近くとに配置された第7出口152と、背面側主熱交換器13bbの上端近くに配置された第8出口153とから流れ出る。第7出口152、第8出口153から流れ出た冷媒は、合流部140で合流する。合流した冷媒は、再熱除湿弁110で減圧される。減圧されて低圧となった冷媒は、補助熱交換器13aの上方の端部近くに配置された第9入口181から入り、補助熱交換器13aの下端に近づくように流れる。そして、減圧された冷媒が、補助熱交換器13aの下端に近くに配置された第9出口182から流れ出る。
変形例2Bでは、補助熱交換器13aが蒸発域となる。前側主熱交換器13baの第7入口132から位置134の間の範囲、および背面側主熱交換器13bbの第8入口133から位置135の間の範囲が凝縮域となる。前側主熱交換器13baの位置136から第7出口152の間の範囲、および背面側主熱交換器13bbの位置138から第8出口153の間の範囲は、過冷却域となる。
変形例2Bに係る空気調和装置では、第1部を、前側補助熱交換器13aaに配置している。
変形例2Bに係る空気調和装置は、上記実施形態に係る空気調和装置300と同様に、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
また、変形例2Bに係る空気調和装置は、第2部が過冷却域や凝縮域となるように制御することで、第2部において結露が生じることが抑制され、第1部に重点的に結露を生じさせることができる。
また、変形例2Bに係る空気調和装置は、室内熱交換器13が凝縮域を有することにより、室温低下を抑制することができる。
(5−3)変形例2C
上記実施形態では説明を省略したが、本開示に係る空気調和装置の室内熱交換器13は、フィン21を有し、第1部におけるフィン21aと、第2部におけるフィン21bと、の間が分離するように構成されていることが好ましい。
本変形例に係る空気調和装置は、例えば第1部としての補助熱交換器13aと、第2部としての前側主熱交換器13baと、がそれぞれフィン21a、21bを有し、補助熱交換器13aのフィン21aと、前側主熱交換器13baのフィン21bと、の間が分離するように構成されている。
これにより、補助熱交換器13aのフィン21aと前側主熱交換器13baのフィン21bとの間での熱移動を抑制することができる。換言すると、補助熱交換器13aと、前側主熱交換器13baとの間での熱移動を抑制することができる。
本変形例に係る空気調和装置は、第1部と第2部との間で結露水または熱の移動を抑制し、室内熱交換器の風上側での洗浄効果を高めることができる。
変形例2Cに係る空気調和装置は、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(5−4)変形例2D
上記の変形例2Cで説明したフィン21は、第1部と第2部との間にスリットを有することが好ましい。
本変形例に係る空気調和装置は、例えば、第1部としての補助熱交換器13aと、第2部としての前側主熱交換器13baと、の間にスリットを有するように構成されている。
本変形例に係る空気調和装置は、第1部と第2部との間で結露水または熱の移動を抑制し、室内熱交換器の風上側での洗浄効果を高めることができる。
変形例2Dに係る空気調和装置は、多くの除湿量を得ることが難しい暖房時期であっても、室内熱交換器13を好適に洗浄することができる。
(5−5)変形例2E
上記実施形態では、室内膨張機構として再熱除湿弁110を用いる場合について説明したが、電磁弁とキャピラリを併用するようにしてもよい。
<他の実施形態>
以上、本開示に係る実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
本開示は、上記各実施形態そのままに限定されるものではない。本開示は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記各実施形態では洗浄運転として室内熱交換器13の蒸発域の表面を結露させる、いわゆる結露洗浄を行っているが、それに代えて室内熱交換器13の蒸発域の温度を氷点下以下にして熱交換器表面に着霜させる、いわゆる凍結洗浄運転を行ってもよい。また、本開示は、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の開示を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素は削除してもよい。さらに、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。従って、本実施形態はあらゆる点で一例に過ぎず、限定するものではないと考えるべきであり、これにより、当業者に自明のあらゆる修正が実施形態に含まれることが意図される。
1、300 空気調和装置
13 室内熱交換器
13a 補助熱交換器
13b 主熱交換器
40、50 制御部
101 圧縮機
103 室外熱交換器
104 膨張弁(減圧弁)
116 過冷却確認用センサ
108 湿度センサ
109 温度サーミスタ
110 再熱除湿弁(室内膨張機構)
特開2008−138913号公報

Claims (16)

  1. 風上側の第1部と前記第1部の風下側の第2部とを有する室内熱交換器(13)を含む冷媒回路と、
    暖房運転後に、前記第1部を蒸発域とすることで前記室内熱交換器の洗浄を行う暖房後洗浄運転、を行う制御部(40、50)と、
    を備え、
    前記制御部は、前記第1部における冷媒温度が前記室内熱交換器を通過する室内空気の露点温度以下になり、前記第2部における冷媒温度が前記第1部における冷媒温度よりも高くなるように、前記室内熱交換器を流れる冷媒温度を制御する、
    空気調和装置(1、300)。
  2. 前記制御部は、前記第1部の液側端部における冷媒温度が前記室内熱交換器を通過する室内空気の露点温度以下になり、前記第2部における冷媒温度が前記第1部のガス側端部における冷媒温度よりも高くなるように、前記室内熱交換器を流れる冷媒温度を制御する、
    請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記暖房後洗浄運転において、前記第1部は蒸発域となり、前記第2部は過熱域となる、
    請求項1または2に記載の空気調和装置。
  4. 前記暖房後洗浄運転において、前記第1部は蒸発域となり、前記第2部は凝縮域または過冷却域となる、
    請求項1または2に記載の空気調和装置。
  5. 前記室内熱交換器の冷媒流路における、前記第1部と前記第2部との間に設けられた、室内膨張機構(110)、
    を備え、
    前記室内膨張機構を絞って前記暖房後洗浄運転を行う、
    請求項4に記載の空気調和装置。
  6. 前記暖房後洗浄運転において、前記第2部は過冷却域を有する、
    請求項5に記載の空気調和装置。
  7. 前記第2部を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ(116)、
    をさらに備える、
    請求項5または6に記載の空気調和装置。
  8. 前記第1部は、前記室内熱交換器の前面部分および/または背面部分に配置されている、
    請求項1から7のいずれかに記載の空気調和装置。
  9. 前記室内熱交換器は、複数列の熱交換器を有し、
    前記第1部は、前記複数列の熱交換器の風上側に配置されている、
    請求項1から8のいずれかに記載の空気調和装置。
  10. 前記第1部は、前記第2部の風上側に設けられた前記室内熱交換器に配置されている、
    請求項1から9のいずれかに記載の空気調和装置。
  11. 前記第1部を通過する冷媒の冷媒状態を検出するためのセンサ、
    をさらに備える、
    請求項1から10のいずれかに記載の空気調和装置。
  12. 前記センサは、温度サーミスタ(109)または圧力センサである、
    請求項11に記載の空気調和装置。
  13. 前記室内熱交換器は、フィン(21)を有し、
    前記第1部のフィンと前記第2部のフィンとが互いに分離するように構成されている、
    請求項1から12のいずれかに記載の空気調和装置。
  14. 前記フィンは、前記第1部と前記第2部との間にスリットを有する、
    請求項13に記載の空気調和装置。
  15. 冷房運転後と暖房運転後とで異なる洗浄運転を行う、
    請求項1から14のいずれかに記載の空気調和装置。
  16. 室内湿度に基づき、異なる洗浄運転を行う、
    請求項1から14のいずれかに記載の空気調和装置。
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