JPH0289967A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH0289967A
JPH0289967A JP23846188A JP23846188A JPH0289967A JP H0289967 A JPH0289967 A JP H0289967A JP 23846188 A JP23846188 A JP 23846188A JP 23846188 A JP23846188 A JP 23846188A JP H0289967 A JPH0289967 A JP H0289967A
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expansion valve
degree
electric expansion
indoor heat
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Hideaki Ishida
秀明 石田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、空気調和機に関し、さらに詳しくは除湿機能
を有するヒートポンプ式空気調和機における冷媒制御に
関するものである。
(従来の技術) 従来から除湿機能を備えた空気調和機は、種々開発され
てきている。例えば、特公昭52−13025号公報記
載の空気調和機における如く、室内側熱交換器を二つの
熱交換器に分割し、これらの熱交換器を直列に接続する
ことによって、一方の熱交換器を再熱用、冷房用あるい
は暖房用として作用せしめ得るように構成されたものが
提案されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記公知例において開示されている空気調和機の場合、
二つの熱交換器への冷媒制御か、減圧機構として作用す
る複数のキュピラリチューブと、複数の開閉弁および逆
上弁との組み合わせにより行なわれるように構成されて
いるため、極めて複雑な回路構成とならざるを得ないと
ともに、蒸発器として作用している熱交換器の過熱度制
御ができないという不具合が存している。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、除湿機能
を備えたヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路構成の簡
略化を図るとともに、内外熱交換器の能力比を自由に制
御し得るようにすることを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明では、上記課題を解決するための手段として、図
面に示すように、圧縮機l、四路切換弁2、室外側熱交
換器3、第1電動膨張弁4および第1室内側熱交換器5
を順次接続してなる主冷媒回路A1に対して、前記室外
側熱交換器3および第1電動膨張弁4をバイパスし且つ
除湿運転時に再熱器として作用する第2室内側熱交換器
6と第2電動膨張弁7とを順次接続してなる再熱冷媒回
路A、を付設して、冷媒を可逆流通可能となした空気調
和機において、室温Ta+が目標設定温度TaOを超え
ている場合には冷房サイクルによる冷却運転を先行すべ
く選択し、室温Ta、が目標設定温度Ta0未溝の場合
には暖房サイクルによる加熱運転を先行すべく選択し、
室温Ta+が目標設定温度Tanに達した場合には冷房
サイクルによる除湿運転を選択する如く作用する運転選
択手段と、前記冷却運転時および除湿運転時においては
第1室内側熱交換器5の過熱度制御を行い、前記加熱運
転時および除湿運転時においては室外側熱交換器3およ
び第2室内側熱交換器6の過熱度制御を行うべく前記第
1電動膨張弁4の開度制御を行う第1電動膨張弁制御手
段と、前記加熱連り時においては前記室外側熱交換器3
および第2室内側熱交換器6の過熱度制御を行い、前記
除湿運転時においては第1室内側熱交換器5の過熱度制
御を行うべく前記第2′w1動膨張弁7の開度制御を行
う第2N助膨張弁制御手段と、前記除湿運転時において
室温Ta+を目標設定温度Taoに維持せしめるべく前
記第1および第2電動膨張弁4,7の開度制御を行う熱
交能力比制御手段とを備えた制御装置19を付設してい
る。
(作 用) 本発明では、上記手段によって次のような作用が得られ
る。
即ち、室温Ta+が目標設定温度Taoを超えている場
合には、運転選択手段により冷房サイクルによる冷却運
転が先行せしめられ、該冷却運転中においては第1?!
!動膨張弁01m手段による第1電動膨張弁4の開度制
御によって第1室内側熱交換器5の過熱度制御が行なわ
れつつ室温T a +が目標設定温度Taoまで降下せ
しめられた後に除湿運転に移行t)Lめられる一方、室
fA T a lが目標設定温度Ta0未満の場合には
、運転選択手段により暖房サイクルによる加熱運転が先
行せしめられ、該加熱運転中においては、第1電動膨張
弁制御手段による第1II!動膨張弁4の開度制御によ
って行なわれる室外側熱交換器3および第2室内側熱交
換器6の過熱度制御と、第2電動膨張弁制御手段による
第2電動膨張弁7の開度制御によって行なわれる室外側
熱交換器3および第2室内側熱交換器6の過熱度制御と
が順次行なわれることによって室温Ta+が目標設定温
度Taoにまで上昇せしめられた後に除湿運転に移行せ
しめられ、さらに、除湿運転中においては、第1電動膨
張弁制御手段による第1電動膨張弁4の開度制御によっ
て行なわれる第1室内側熱交換器5の過熱度制御と、第
1および第2電動膨張弁制御手段による第1および第2
電動膨張弁4.7の開度制御によって行なわれる第1室
内側熱交換器5の過熱度制御とが順次行なわれた後に、
熱交能力比制御手段による第1および第21i動膨張弁
4,7の開度制御によって室温Ta+が目標設定温度T
aoに維持されることとなっており、室内負荷に対応し
た速やか且つこまやかな除湿運転制御が行えるとともに
、内外熱交換器の能力比も自由に制御できることとなっ
ているのである。
(発明の効果) 本発明によれば、圧縮機■、四路切換弁2、室外側熱交
換器3、第1電動膨張弁4および第1室内側熱交換器5
を順次接続してなる主冷媒回路Aに対して、前記室外側
熱交換器3および第1電動膨張弁4をバイパスし且つ除
湿運転時に再熱器として作用する第2室内側熱交換器6
と第2電動膨張弁7とを順次接続してなる再熱冷媒回路
A!を付設して、冷媒を可逆流通可能となした空気調和
機において、室温Ta+が目標設定温度Taoを超えて
いる場合には冷房サイクルによる冷却運転を先行すべく
選択し、室温Ta+が目標設定温度Ta。
未満の場合には暖房サイクルによる加熱運転を先行すべ
く選択し、室温Ta+が目標設定温度Taoに達した場
合には冷房サイクルによる除湿運転を選択するとともに
、前記冷却運転時および除湿運転時においては第1室内
側熱交換器5の過熱度制御を行い且つ前記加熱運転時お
よび除湿運転時においては室外側熱交換器3および第2
室内側熱交換器6の過熱度制御を行うべく前記第1電動
膨張弁4の開度制御を行い、前記加熱運転時においては
前記室外側熱交換器3および第2室内側熱交換器6の過
熱度制御を行い、前記除湿運転時においては第1室内側
熱交換器5の過熱度制御を行うべく前記第21を動膨張
弁7の開度制御を行い、さらに前記除湿運転時において
室温Ta+を目標設定温度Taoに維持せしめるべく前
記第1および第2電動膨張弁4,7の開度制御を行うよ
うにしたので、極めて簡易な冷媒回路構成により室内負
荷に対応した速やか且つこまやかな除湿運転制御が行え
るとともに、内外熱交換器の能力比も自由に制御できる
という優れた効果が得られる。
また、各運転パターンにおいて蒸発器として作用する熱
交換器における過熱度制御も的確に行えるという効果も
ある。
(実施例) 以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を説
明する。
本実施例の空気調和機は、第1図図示の如き冷媒回路A
を有している。
該冷媒回路Aは、圧縮機l、四路切換弁2、室外側熱交
換器3、第1電動膨張弁4および第1室内側熱交換器5
を順次接続してなる主冷媒回路A1に対して、萌紀室外
側熱交換器3および第1電動膨張弁4をバイパスし且つ
除湿運転時に再熱器として作用する第2室内側熱交換器
6と第2電動膨張弁7とを順次接続してなる再熱冷媒回
路A。
を付設して構成されており、前記四路切換弁2の切換作
動により冷媒を可逆流通可能とされている。
即ち、本実施例の空気調和機においては、実線矢印で示
す冷房サイクルにより冷却運転および除湿運転が行なわ
れる一方、点線矢印で示す暖房サイクルにより加熱運転
が行なわれるようになっている。符号8は室内ファンで
ある。
そして、暖房サイクルにおいて前記室外側熱交換器3の
入口側に位置する冷媒配管9と、暖房サイクルにおいて
室外側熱交換器3および第2室内側熱交換器6からの冷
媒が合流する合流点より下流側に位置する冷媒配管IO
とには、当該冷媒配管9.lO内を流通する冷媒の温度
Tc+、Tctを検出する冷媒温度センサー11.12
が付設されている。また、冷房サイクルにおいて前記第
1室内側熱交換器5の入口側および出口側に位置する冷
媒配管13.14には、当該冷媒配管13.14内を流
通する冷媒の温度T el 、 T etを検出する冷
媒温度センサー15.16が付設されてりる。さらに、
前記第1室内側熱交換器5の吸込側には、室温(換言す
れば、吸込空気温度)T8.を検出するための空気温度
センサーI7か設けられ、前記第2室内側熱交換器6の
吹出側には、吹出空気温度Ta、を検出するための空気
温度センサー18が設けられている。
しかして、前記冷媒温度センサーII、12゜■5.1
6および空気温度センサー17.18により検出された
検出データTc、、Tan、Tat、Tex、Tat。
Tatは、後述する制御装置として作用するコントロー
ラ19に入力され、該コントローラ19は、前記検出デ
ータに基づいて四路切換弁2の切換作動および第1、第
21電動膨張弁4.7の開度制御を行うようになってい
る。
前記コントローラ19は、マイクロコンピュータからな
っており、第2図図示の如き機能手段を備えている。
即ち、コントローラ19は、室温Ta+が目標設定温度
Taoを超えている場合には冷房サイクルによる冷却運
転を先行すべく選択し、室温Ta+が目標設定温度Ta
o未満の場合には暖房サイクルによる加熱運転を先行す
べく選択し、室温Ta+が目標設定温度Taoに達した
場合には冷房サイクルによる除湿運転を選択する如(作
用する運転選択手段と、前記冷却運転時および除湿運転
時においては第1室内側熱交換器5の過熱度制御を行い
、前記加熱運転時および除湿運転時においては室外側熱
交換器3および第2室内側熱交換器6の過熱度制御を行
うべく前記第1電動膨張弁4の開度制御を行う第1電動
膨張弁制御手段と、前記加熱運転時においては前記室外
側熱交換器3および第2室内側熱交換器6の過熱度制御
を行い、前記除湿運転時においては第1室内側熱交換器
5の過熱度制御を行うべく前記第2電動膨張弁7の開度
制御を行う第2電動膨張弁制御手段と、前記除湿運転時
において室温Ta+を目標設定温度Taoに維持せしめ
るべく前記第1および第21ri動膨張弁4,7の開度
制御を行う熱交能力比制御手段とを備えている。
ついで、図示の空気調和機における冷媒制御の態様を第
3図ないし第6図図示のフローチャートを参照して説明
する。なお、第3図には、運転パターンを選択するため
の運転パターン選択用の制御フローチャートが示され、
第4図には冷却運転パターンにおける制御フローチャー
トが示され、第5図には加熱運転パターンにおける制御
フローチャートが示され、第6図には除湿運転パターン
における制御フローチャートが示されている。
空気調和機の運転開始時において、第3図図示のフロー
チャートにおける如く、空気温度センサー17により検
出された室温Ta、と目標設定温度Taoとの比較がな
され(ステップS、およびsJ、コントローラ19の運
転選択手段の指令により、T a + > T a o
と判定された場合には冷房サイクルによる冷却運転が選
択され(ステップS3)、Ta、<Tanと判定された
場合には暖房サイクルによる加熱運転が選択され(ステ
ップS2)、T al =T aOと判定された場合に
は除湿運転が選択される(ステップSS)。この時の冷
房あるいは暖房サイクルへの切換は、四路切換弁2の切
換作動により行なわれる。
(1)  冷却運転時 この冷却運転は、四路切換弁2の冷房サイクル側への切
換作動により行なわれるが、第4図図示のフローチャー
トにおける如く、当初、第1電動膨張弁4および第2電
動膨張弁7の開度Na、Nbは所定開度に保持される(
ステップS *−1、S5.)。
この時第2電動膨張弁7の開度Nbは微少開度とされ、
第2室内側熱交換器6への冷媒流通は極度に制限されて
いる。従って、室内空気は、第1室内側熱交換器5によ
り冷却されるのみとされる。
しかる後、コントローラ19の第1電動膨張弁制御手段
からの指令により第1室内側熱交換器5における過熱度
制御を行いつつ室温Ta+の降下を待つのであるが、該
過熱度制御は次のようにして行なわれる。
即ち、冷媒温度センサー15.16からの検出データT
 e、 、 T etにより過熱度ΔTe=Tet−T
eを演算しくステップS !−3)、該過熱度ΔTeと
設定過熱度Te、との比較により、ΔT e > T 
eaと判定された場合には第1it動膨張弁4の開度N
aが1ステップ広げられ、ΔT e< T eOと判定
された場合には第2電動膨張弁7の開IfN aが1ス
テツプ絞られる(ステップ53−4〜S 3−s)。か
かる制御を繰り返すことによりステップS 3−4にお
いてΔTe=Teaと判定されるようになると、その都
度室温Ta、の検出を行って目標設定温度Taoとの比
較を行い(ステップS、−7、S 3−)、T a l
= T aoと判定された時点で後述する除湿運転に移
行せしめられる(ステップS 3−s:)。
(II)  加熱運転時 この加熱運転は、四路切換弁2の暖房サイクル側への切
換作動により行なわれるが、第5図図示のフローチャー
トにおける如く、当初、第1電動膨張弁4および第2電
動膨張弁7の開度Na、Nbは所定開度に保持される(
ステップS、−1、S a−t)。
この時第2電動膨張弁7の開度Nbは微少開度とされる
。従って、室内空気は、当初第1室内側熱交換器5によ
り加熱されるのみであって、蒸発器として作用する第2
室内側熱交換器6による冷却作用をほとんど受けない。
しかる後、コントローラ19の第1電動膨張弁制御手段
、からの指令により室外側熱交換器3および第2室内側
熱交換器6における過熱度制御を行いつつ第2室内側熱
交換器6の吹出温度Tatの上昇を待つのであるが、該
過熱度制御は次のようにして行なわれる。
即ち、冷媒温度センサー11,12からの検出データT
 c + 、 T c tにより過熱度ΔTc=TCt
−Tcを演算しくステップS4−3)、該過熱度ΔTc
と設定過熱度Tcoとの比較により、ΔT c > T
’ coと判定された場合には第1電動膨張弁4の開度
Nah(1ステップ広げられ、ΔTc<Tcoと判定さ
れた場合には第1?lt動膨張弁4の開度Naが1ステ
ツプ絞られる(ステップ54−4〜S4−2)。かかる
制御を繰り返すことによりステップ54−4においてΔ
Tc=Tc、と判定されるようになると、その都度吹出
温度Tavの検出を行って目標設定温度Tanとの比較
を行い(ステップ54−9、S4.)、T ay = 
T aoと判定された時点で第1電動膨張弁4および第
1電動膨張弁7の開度Na、Nbの開度を保持しくステ
ップ54−0、S 4−10)、今度はコントローラ1
9の第27ff動膨張弁制御手段からの指令により室外
側熱交換器3および第2室内側熱交換器6における過熱
度制御を行いっづ室温Ta、の上昇を待つ。該過熱度制
御は次のようにして行なわれる。
即ち、冷媒温度センサー11.12からの検出データT
el、Tctにより過熱度ΔT c= T at −T
 elを演算しくステップ5−Z)、該過熱度ΔTcと
設定過熱度Teaとの比較により、ΔTc>Tc、と判
定された場合には第2電動膨張弁7の開度Nbが1ステ
ップ広げられ、ΔT c < T coと判定された場
合には第1電動膨張弁4の開度Nbが1ステツプ絞られ
る(ステップS+−+t〜54−14)。かかる制御を
繰り返すことによりステップS 4−1ffiにおいて
Δ1’c−=Tc、と判定されるようになると、その都
度室温Ta+の検出を行って目標設定温1m: T a
aとの比較を行い(ステップS 4−15、S、、−、
2)、ステップsrsにおいてT a + < T a
oと判定された場合には、第1電動膨張弁4の開度Na
を1ステップ広げ、同時に第271t動膨張弁7の開度
Nbを1ステツプ絞るという制御が操り返され、前記ス
テップ54−1、においてT a l= T a 0と
判定された時点で後述する除湿運転に移行せしめられる
(ステップS 4−16)0(III)  除湿運転時 この除MM転は、四路切換弁2の冷房サイクル側への切
換作動により行なわれるが、この時、第2室内側熱交換
器6は、再熱器として作用する。
従って、第1室内側熱交換器5により冷却された室内空
気は、第2室内側熱交換器6によって加熱されることに
よって所定温度の除湿空気とされるのである。
そして、第6図図示のフローチャートにおける如く、当
初、第1電動膨張弁4および第2電動膨張弁7の開度N
a、Nbは除湿運転に入る前に決定されている所定開度
に保持される(ステップS6.、□I、5s−t)。し
かる後、まず、コントローラ19の第2電動膨張弁制御
手段からの指令により第1室内側熱交換器5における過
熱度制御が次のようIこして行なわれる。
即ち、冷媒温度センサー15.16からの検出データT
 el 、 T O=により過熱度ΔTe=Tat−T
[!1が演算され(ステップS 5−3)、該過熱度Δ
Teと設定過熱度Teaとの比較により、ΔT e >
 T eGと判定された場合には第2電動膨張弁7の開
fl N l)が1ステップ広げられ、ΔTe<Tea
と判定された場合には第2電動膨張弁7の開度Nbカ月
ステップ絞られる(ステップSト。〜S 5−e)。か
かる制御を繰り返すことにより前記ステップ85−4に
おいてΔT e−T eoと判定されるようになると、
その都度室温Ta+および吹出温度Tatの検出を行っ
て(ステップS 、、−2)、両者が等しくなるように
、コントローラ19の熱交能力比制御手段からの指令に
より第1室内側熱交換器5および第2室内側熱交換器6
の能力制御が行なわれる。
即ち、ステ・ノブS、−8において室温Ta+と吹出温
度Ta、との比較を行い、T al > T atと判
定された場合には第1電動膨張弁4の開度Naを1ステ
ップ絞り且つ第2電動膨張弁7の開度Nbを1ステップ
広げるという開度制御を行って所定時間保持しくステッ
プS S−S、S 5−10)、T a r < T 
a tと判定された場合には第1電動膨張弁4の開度N
aを1ステップ広げ且つ第2電動膨張弁7の開度Nbを
1ステップ絞るという開度制御を行って所定時間保持す
る(ステップS%−13、Ss−+t)。上記開度制御
を繰り返すことにより室温Ta、と吹出温度Ta、とが
等しくなり、前記ステップ5s−8においてTa。
=Ta、と判定されると、コントローラI9の第1電動
膨張弁制御手段および第2電動膨張弁制御手段からの指
令により第1室内側熱交換器5における過熱度制御が行
なわれる。
即ち、冷媒温度センサー15.16からの検出データT
e、Teaにより過熱度ΔT e= T et  T 
e+を演算しくステップS 5−1s)、該過熱度ΔT
eと設定過熱度Teaとの比較により、ΔTe>Te、
と判定された場合には第1および第2電動膨張弁4゜7
の開度Na、Nbが1ステップ広げられた後、所定時間
保持され(ステップS fi−14、S 5−8s)、
ΔT6<Teaと判定された場合には第1および第2T
i動膨張弁4.7の開度Na、Nbh(1ステップ絞ら
れた後、所定時間保持される(ステップSS−+S、S
−17)。かかる制御を繰り返すことによりステップ5
S−14においてΔT e= T eGと判定されるよ
うになると、その状態を所定時間保持した後、室温Ta
1の検出を行って目標設定温度Taoとの比較を行い(
ステップS s−+s−S 6−1゜)、両番が等しく
なるように、コントローラ19の熱交能力比制御手段か
らの指令により第1室内側熱交換器5および第2室内側
熱交換器6の能力制御が行なわれる。
即ち、ステップS 5−18において室温Talと目標
設定温度Taoとの比較を行い、Ta+>Taoと判定
された場合には第1TIXi動膨張弁4の開度Naを1
ステップ広げ且つ第21動膨張弁7の開度Nbを1ステ
ップ絞るという開度制御が行なわれ(ステップS 、、
2)、Ta+<Taoと判定された場合には第1電動膨
張弁4の開度Naを1ステップ絞り且つ第2電動膨張弁
7の開度Nbを1ステップ広げるという開度制御が行な
われる(ステップS 5−−)。
上記開度制御を繰り返すことにより室温Ta、と目標設
定温度Taoとが等しくなると、この状態での除湿運転
が継続されるが、室内負荷変動等に対処すべく、ステッ
プS、−7〜ステップS 5−et間の制御ステップに
より室温T a +および吹出温度Ta2のモニタリン
グがなされる。
上記した如く、本実施例によれば、第1および第2電動
膨張弁4.7の開度制御により、各熱交換63,5.7
の過熱度制御が的確に行えるとともに、各熱交換53.
5.7の能力比制御ら自由に行えることとなるのである
。また、室内負荷に対応して、冷却運転および加熱運転
から除湿運転へと速やかに移行できるのである。
本発明は、上記実施例の構成に限定されるものではなく
、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可
能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例にかかる空気調和機の冷媒回路
図、第2図は本発明の実施例にかかる空気調和機におけ
る制御装置の機能対応図、第3図は本発明の実施例にか
かる空気調和機の運転パターンを選択するための制御フ
ローチャート、第4図は冷却運転時における制御フロー
チャート、第5図は加熱運転時における制御フローチャ
ート、第6図は除湿運転時における制御フローチャート
である。 1・・・・・・・圧縮機 2・・・・・・・四路切換弁 3・・・・・・・室外側熱交換器 4・・・・・・・第1電動膨張弁 5・・・・・・・第1室内側熱交換器 6・・・・・・・第2室内側熱交換器 7・・・・・・・第2電動膨張弁 I9・・・・・・制御装置(コントローラ)A、・・・
・・・主冷媒回路 A、・・・・・・再熱冷媒回路 N a、 N b ・・・・電動膨張弁開度Ta ・・
・・・・室温 Tao・・・・・・目標設定温度 第3図 第4wJ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.圧縮機(1)、四路切換弁(2)、室外側熱交換器
    (3)、第1電動膨張弁(4)および第1室内側熱交換
    器(5)を順次接続してなる主冷媒回路(A_1)に対
    して、前記室外側熱交換器(3)および第1電動膨張弁
    (4)をバイパスし且つ除湿運転時に再熱器として作用
    する第2室内側熱交換器(6)と第2電動膨張弁(7)
    とを順次接続してなる再熱冷媒回路(A_2)を付設し
    て、冷媒を可逆流通可能となした空気調和機であって、
    室温(Ta_1)が目標設定温度(Ta_0)を超えて
    いる場合には冷房サイクルによる冷却運転を先行すべく
    選択し、室温(Ta_1)が目標設定温度(Ta_0)
    未満の場合には暖房サイクルによる加熱運転を先行すべ
    く選択し、室温(Ta_1)が目標設定温度(Ta_0
    )に達した場合には冷房サイクルによる除湿運転を選択
    する如く作用する運転選択手段と、前記冷却運転時およ
    び除湿運転時においては前記第1室内側熱交換器(5)
    の過熱度制御を行い、前記加熱運転時および除湿運転時
    においては前記室外側熱交換器(3)および第2室内側
    熱交換器(6)の過熱度制御を行うべく前記第1電動膨
    張弁(4)の開度制御を行う第1電動膨張弁制御手段と
    、前記加熱運転時においては前記室外側熱交換器(3)
    および第2室内側熱交換器(6)の過熱度制御を行い、
    前記除湿運転時においては第1室内側熱交換器(5)の
    過熱度制御を行うべく前記第2電動膨張弁(7)の開度
    制御を行う第2電動膨張弁制御手段と、前記除湿運転時
    において室温(Ta_1)を目標設定温度(Ta_0)
    に維持せしめるべく前記第1および第2電動膨張弁(4
    ),(7)の開度制御を行う熱交能力比制御手段とを備
    えた制御装置(19)を付設したことを特徴とする空気
    調和機。
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